摘要:但是这功能有要求我们必须保持内容的有序,这样我们才能通过随机数的方法得到随机的某个元素。取得随机数的话,则是在当前数组有效范围内取随机数就行了。
Constant Time Random Picker
哈希表数组 复杂度设计一个数据结构,支持O(1)时间的查询,增加,删除,和得到其中随机元素的操作,可以认为其中的元素是数字。
时间 O(1) 空间 O(N)
思路要求O(1)时间查询和删除,则想到哈希表,其他的数据结构都要遍历一遍才行。但是getRandom这功能有要求我们必须保持内容的有序,这样我们才能通过随机数的方法得到随机的某个元素。这里我们可以用数组、链表或者树保持有序,但是链表得到第n个元素要O(N)的时间,而树也要logN时间,所以不适合,只有数组。用数组的技巧在于,数组只是保持一个顺序,我们可以哈希表表示一个元素和其在数组中下标的映射关系,保证我们的O(1)查询。而对于删除,我们需要维护一个length变量(用表的大小也行),然后每次删除的时候把要删的数和数组当前标记的“最后”一个元素交换,然后把大小减一,并更新哈希表。取得随机数的话,则是在当前数组有效范围内取随机数就行了。
代码public class RandomPicker { Random r; ArrayListarr; HashMap map; int length; public RandomPicker(){ this.r = new Random(); this.arr = new ArrayList<>(); this.map = new HashMap<>(); this.length = 0; } public void add(int key){ arr.add(length, key); map.put(key, length); length++; } public void delete(int key){ // 将要删的数和最后一个交换 int idx = map.get(key); int tmp = arr.get(length - 1); arr.set(length - 1, key); arr.set(idx, tmp); // 更新元素和下标的对应关系 map.put(tmp, idx); length--; } public int getRandom(){ return arr.get(r.nextInt(length)); } }
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