剑指offer030-剑指offer030-插入、删除和随机访问都是O(1)的容器

题目

设计一个支持在平均时间复杂度 O(1) 下，执行以下操作的数据结构：

insert(val)：当元素 val 不存在时返回 true ，并向集合中插入该项，否则返回 false 。
remove(val)：当元素 val 存在时返回 true ，并从集合中移除该项，否则返回 false 。
getRandom：随机返回现有集合中的一项。每个元素应该有 相同的概率 被返回。

示例 :

输入: inputs = ["RandomizedSet", "insert", "remove", "insert", "getRandom", "remove", "insert", "getRandom"]
[[], [1], [2], [2], [], [1], [2], []]
输出: [null, true, false, true, 2, true, false, 2]
解释:
RandomizedSet randomSet = new RandomizedSet();  // 初始化一个空的集合
randomSet.insert(1); // 向集合中插入 1 ， 返回 true 表示 1 被成功地插入

randomSet.remove(2); // 返回 false，表示集合中不存在 2 

randomSet.insert(2); // 向集合中插入 2 返回 true ，集合现在包含 [1,2] 

randomSet.getRandom(); // getRandom 应随机返回 1 或 2 

randomSet.remove(1); // 从集合中移除 1 返回 true 。集合现在包含 [2] 

randomSet.insert(2); // 2 已在集合中，所以返回 false 

randomSet.getRandom(); // 由于 2 是集合中唯一的数字，getRandom 总是返回 2

提示：

-2³¹ <= val <= 2³¹ - 1
最多进行 2 * 10⁵ 次 insert ， remove 和 getRandom 方法调用
当调用 getRandom 方法时，集合中至少有一个元素

注意：本题与主站 380 题相同：https://leetcode-cn.com/problems/insert-delete-getrandom-o1/

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import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.Random;

//leetcode submit region begin(Prohibit modification and deletion)
class RandomizedSet {

    Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
    List<Integer> arr = new ArrayList<>();
    Random random = new Random();

    /**
     * Initialize your data structure here.
     */
    public RandomizedSet() {

    }

    /**
     * Inserts a value to the set. Returns true if the set did not already contain the specified element.
     */
    public boolean insert(int val) {
        if (map.containsKey(val)) {
            return false;
        }
        map.put(val, arr.size());
        arr.add(val);
        return true;
    }

    /**
     * Removes a value from the set. Returns true if the set contained the specified element.
     */
    public boolean remove(int val) {
        if (!map.containsKey(val)) {
            return false;
        }
        Integer index = map.get(val);
        Integer lastValue = arr.get(arr.size() - 1);
        // 数组
        map.put(lastValue, index);
        arr.set(index, lastValue);
        map.remove(val);
        arr.remove(arr.size() - 1);

        return true;
    }

    /**
     * Get a random element from the set.
     */
    public int getRandom() {
        return arr.get(random.nextInt(arr.size()));
    }
}

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