anti mean 插入 another right operation view 回顧 true

Design a data structure that supports all following operations in average O(1) time.

Note: Duplicate elements are allowed.

1. insert(val): Inserts an item val to the collection.
2. remove(val): Removes an item val from the collection if present.
3. getRandom: Returns a random element from current collection of elements. The probability of each element being returned is linearly related to the number of same value the collection contains.

Example:

// Init an empty collection.
RandomizedCollection collection = new RandomizedCollection();

// Inserts 1 to the collection. Returns true as the collection did not contain 1.
collection.insert(1);

// Inserts another 1 to the collection. Returns false as the collection contained 1. Collection now contains [1,1].
collection.insert(1);

// Inserts 2 to the collection, returns true. Collection now contains [1,1,2].
collection.insert(2);

// getRandom should return 1 with the probability 2/3, and returns 2 with the probability 1/3.
collection.getRandom();

// Removes 1 from the collection, returns true. Collection now contains [1,2].
collection.remove(1);

// getRandom should return 1 and 2 both equally likely.
collection.getRandom();

---

題目標簽：Array, Hash Table, Design 　　這道題目基於#380 的情況下，可以允許有重復項。回顧一下380， 因為要達到 insert, remove 和 getRandom 都是O(1) 的時間，我們需要ArrayList 來保存所有的數字，利用map 來保存 數字 和 index 之間的映射。 　　這道題目允許了重復項，那麽在map 裏 key 是數字， value 是index， 這裏的index 就會不止一個了。我們要把所有重復的數字的 index 也保存進來， 所以把 map 裏value 改成 HashSet 來保存所有的index。 　　insert val：如果map裏沒有val，需要新建一個HashSet，並且加入nums （ArrayList）； 　　　　　　 如果有val，直接加入新的index 進HashSet，並且加入nums （ArrayList）；　　 　　　　　　 　　remove val：如果val 在nums 裏是最後一個的話，只需要在map 裏刪除val 的index， 並且在nums 裏刪除最後一個數字。 　　　　　　　　如果val 在nums 裏不是最後一個的話，需要額外的把 nums 裏最後一個數字的值 復制到 val， 刪除val 在map裏的 index，還要把最後一個數字的index 在map 裏更新，並且在nums 裏刪除最後一個數字。 　　其他基本都和#380 差不多，具體看code。

Java Solution:

Runtime beats 88.45%

完成日期：09/18/2017

關鍵詞：Array, Hash Table, Design

關鍵點：利用array 保存數值；利用map<Integer, HashSet<>>保存 - 數值 當作key，數值在array裏的所有index 保存在HashSet，當作value。

 1 class RandomizedCollection 
 2 {
 3     private HashMap<Integer, HashSet<Integer>> map; // key is value, value is index HashSet
 4     private ArrayList<Integer> nums; // store all vals
 5     private java.util.Random rand = new java.util.Random();
 6     
 7     /** Initialize your data structure here. */
 8     public RandomizedCollection() 
 9     {
10         map = new HashMap<>();
11         nums = new ArrayList<>();
12     }
13     
14     /** Inserts a value to the collection. Returns true if the collection did not already contain the specified element. */
15     public boolean insert(int val) 
16     {
17         boolean contain = map.containsKey(val);
18         
19         // if map doesn‘t have val, meaning map doesn‘t have HashSet
20         if(!contain) 
21             map.put(val, new HashSet<Integer>()); // create HashSet
22         
23         // add index into HashSet
24         map.get(val).add(nums.size());
25         nums.add(val);
26         
27         return !contain; // if collection has val, return false; else return true
28     }
29     
30     /** Removes a value from the collection. Returns true if the collection contained the specified element. */
31     public boolean remove(int val) 
32     {
33         boolean contain = map.containsKey(val);
34         if(!contain) 
35             return false;
36         // get an index from HashSet of Map
37         int valIndex = map.get(val).iterator().next();
38         map.get(val).remove(valIndex); // remove this index from val‘s set
39         
40         if(valIndex != nums.size() - 1) // if this val is not the last one in nums
41         {
42             // copy the last one value into this val‘s position
43             int lastNum = nums.get(nums.size() - 1);
44             nums.set(valIndex, lastNum);
45             // update the lastNum index in HashSet
46             map.get(lastNum).remove(nums.size() - 1); // remove the last number‘s index from set
47             map.get(lastNum).add(valIndex); // add new index into set
48         }
49         
50         if(map.get(val).isEmpty()) // if val‘s set is empty
51             map.remove(val); // remove val from map
52         
53         nums.remove(nums.size() - 1); // only remove last one O(1)
54           
55         return true;
56     }
57     
58     /** Get a random element from the collection. */
59     public int getRandom() 
60     {
61         return nums.get(rand.nextInt(nums.size()));
62     }
63 }
64 
65 /**
66  * Your RandomizedCollection object will be instantiated and called as such:
67  * RandomizedCollection obj = new RandomizedCollection();
68  * boolean param_1 = obj.insert(val);
69  * boolean param_2 = obj.remove(val);
70  * int param_3 = obj.getRandom();
71  */

參考資料：

https://discuss.leetcode.com/topic/53216/java-solution-using-a-hashmap-and-an-arraylist-along-with-a-follow-up-131-ms/5

LeetCode 題目列表 - LeetCode Questions List

LeetCode 381. Insert Delete GetRandom O(1) - Duplicates allowed （插入刪除和獲得隨機數 常數時間 允許重復項）