leetcode(31)--常數時間插入、删除和擷取随機元素

題目：

設計一個支援在平均 時間複雜度 O(1) 下，執行以下操作的資料結構。

1. insert(val)

   ：當元素 val 不存在時，向集合中插入該項。

2. remove(val)

   ：元素 val 存在時，從集合中移除該項。

3. getRandom

   ：随機傳回現有集合中的一項。每個元素應該有相同的機率被傳回。

示例 :

// 初始化一個空的集合。
RandomizedSet randomSet = new RandomizedSet();

// 向集合中插入 1 。傳回 true 表示 1 被成功地插入。
randomSet.insert(1);

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

// 向集合中插入 2 。傳回 true 。集合現在包含 [1,2] 。
randomSet.insert(2);

// getRandom 應随機傳回 1 或 2 。
randomSet.getRandom();

// 從集合中移除 1 ，傳回 true 。集合現在包含 [2] 。
randomSet.remove(1);

// 2 已在集合中，是以傳回 false 。
randomSet.insert(2);

// 由于 2 是集合中唯一的數字，getRandom 總是傳回 2 。
randomSet.getRandom();
           

思路：使用Vector儲存資料，以資料為鍵，位置為值儲存在一個hashmap中；

class RandomizedSet {
public:
    /** Initialize your data structure here. */
    RandomizedSet() {
        
    }
    
    /** Inserts a value to the set. Returns true if the set did not already contain the specified element. */
    bool insert(int val) {
        if(hashmap.count(val)>0)
            return false;
        //要先将val儲存在hashmap中，否則目前索引和位置不比對，因為索引為size-1;
        hashmap[val]=vdata.size();
        vdata.push_back(val);
        return true;
    }
    
    /** Removes a value from the set. Returns true if the set contained the specified element. */
    bool remove(int val) {
        if(hashmap.count(val)<=0)
            return false;
        else
        {//用最後一個元素将目前val覆寫，同時覆寫的還有在hashmap中的位置，然後将最後一個pop出去，也就意味着将val删除了；
            hashmap[vdata.back()]=hashmap[val];
            vdata[hashmap[val]]=vdata.back();
            vdata.pop_back();
            hashmap.erase(val);
            return true;
        }
    }
    
    /** Get a random element from the set. */
    int getRandom() {
        int n = rand()%vdata.size();
        return vdata[n];
    }
    private:
    unordered_map<int,int> hashmap;
    vector<int> vdata;
};