「力扣」第 380 題：常數時間插入、刪除和獲取隨機元素（哈希表、動態數組）

Java 代碼：

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class RandomizedSet {

    /**
     * 動態數組
     */
    List<Integer> nums;

    /**
     * 用來建立每個數字和其在數組中的位置之間的對應關係
     * key ：真正插入的數值，方便以 O(1) 的時間複雜度實現 insert 和 remove 操作
     * value：該值在數組 nums 中的下標
     */
    Map<Integer, Integer> hashMap;

    /**
     * Initialize your data structure here.
     */
    public RandomizedSet() {
        nums = new ArrayList<>();
        hashMap = new HashMap<>();
    }

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

        hashMap.put(val, nums.size());
        // 添加在最後，這樣就是 O(1)
        nums.add(val);
        return true;
    }

    /**
     * Removes a value from the set. Returns true if the set contained the specified element.
     */
    public boolean remove(int val) {
        // 不在集合裏面，就沒法刪除
        if (!hashMap.containsKey(val)) {
            return false;
        }

        // 注意：這裏是很有技巧的地方

        int index = hashMap.get(val);
        // 如果這個數不在最後一位，就把本來最後一位應該放置的數字放到這個數的位置上，然後賦值
        if (index < nums.size() - 1) {
            int lastValue = nums.get(nums.size() - 1);
            nums.set(index, lastValue);

            // 重新維護一下下標的定義
            hashMap.put(lastValue, index);
        }

        // 兩個數據結構都要同時維護
        hashMap.remove(val);
        nums.remove(nums.size() - 1);
        return true;
    }

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