【左神算法】設計RandomPool結構

1.題目

設計RandomPool結構 【題目】 設計一種結構，在該結構中有如下三個功能：
insert(key)：將某個key加入到該結構，做到不重複加入。 delete(key)：將原本在結構中的某個key移除。
getRandom()： 等概率隨機返回結構中的任何一個key。 【要求】
Insert、delete和getRandom方法的時間複雜度都是 O(1)

2.思路

題目要求必須是O(1)的時間複雜度，那麼上哈希表就可以了，但是隨機返回等概率的key 哈希表是做不到的，
因此，我們可以藉助兩個hash表來做

比如 添加數據
    hash1   key  value          hash2    key value
            z      1              1         z
            x      2              2         x
            y      3              3         y

hash1記錄的是key的值 value 記錄當前數據的大小， 而key是唯一的，所以可以保證數據的唯一性。
hash2 key 記錄的是數據的大小，由於添加數據size不斷變化 所以可以保證唯一，在使用一個random函數 隨機

圖解

3.code

package com.ncst.base.four;

import java.util.HashMap;

/**
 * @author i
 * @create 2020/5/19 15:52
 * @Description
 *
 * 設計RandomPool結構
 * 【題目】 設計一種結構，在該結構中有如下三個功能：
 * insert(key)：將某個key加入到該結構，做到不重複加入。
 * delete(key)：將原本在結構中的某個key移除。 getRandom()：
 * 等概率隨機返回結構中的任何一個key。
 * 【要求】 Insert、delete和getRandom方法的時間複雜度都是   O(1)

     題目要求必須是O(1)的時間複雜度，那麼上哈希表就可以了，但是隨機返回等概率的key 哈希表是做不到的，
 因此，我們可以藉助兩個hash表來做

    比如 添加數據
        hash1   key  value          hash2    key value
                z      1              1         z
                x      2              2         x
                y      3              3         y
   hash1記錄的是key的值 value 記錄當前數據的大小， 而key是唯一的，所以可以保證數據的唯一性。
   hash2 key 記錄的是數據的大小，由於添加數據size不斷變化 所以可以保證唯一，在使用一個random函數 隨機
 *
 */
public class RandomPool {

    private HashMap<String,Integer> hash1;
    private HashMap<Integer,String> hash2;
    private Integer size;
    public RandomPool(){
        hash1 = new HashMap<>();
        hash2 = new HashMap<>();
        size = 0;
    }

    public void put(String key){
        if(!hash1.containsKey(key)){
            hash1.put(key,size);
            hash2.put(size++,key);
        }
    }

    public String random(){
        if (!hash1.isEmpty()){
            Integer randomIndex = (int)Math.random()*size+1;
            return hash2.get(randomIndex);
        }
        return null;
    }

    public void remove(String key){
        if (hash1.containsKey(key)){
            //1.先找到要刪除的下標
            Integer index = hash1.get(key);
            //2.size-- 獲取到當前hash表中最後一個數據
            Integer maxIndex = --size;
            //3.通過上一步獲取到最後一個表的數據的size多少。
            String s = hash2.get(maxIndex);
            //4.然後將最後一個元素添加到index的位置
            hash1.put(s,index);
            hash2.put(index,s);
            hash1.remove(key);
            hash2.remove(maxIndex);
            //
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        RandomPool randomPool = new RandomPool();
        randomPool.put("a");
        randomPool.put("b");
        randomPool.put("c");

        System.out.println(randomPool.random());

        randomPool.remove("b");
        System.out.println();
    }
}