【 每天学习一点算法 2026/04/06】常数时间插入、删除和获取随机元素

每天学习一点算法 2026/04/06

题目：常数时间插入、删除和获取随机元素

实现RandomizedSet 类：

RandomizedSet() 初始化 RandomizedSet 对象

bool insert(int val) 当元素 val 不存在时，向集合中插入该项，并返回 true ；否则，返回 false 。

bool remove(int val) 当元素 val 存在时，从集合中移除该项，并返回 true ；否则，返回 false 。

int getRandom() 随机返回现有集合中的一项（测试用例保证调用此方法时集合中至少存在一个元素）。每个元素应该有 相同的概率 被返回。

你必须实现类的所有函数，并满足每个函数的 平均 时间复杂度为 O(1) 。

这个题还是比较简单的，关键在于如何实现 时间复杂度为 O(1) 的 getRandom()

数组可以轻松实现 O(1) 的 getRandom() 但是 insert() 和 remove()就不行了，需要遍历查找

我用 Set 可以是实现 O(1) 的 insert() 和 remove()，但是 getRandom() 如果要返回随即元素就必须得遍历，因为 Set 不能直接通过下标取值。

那么我们只能维护一个 数组 使用 Map 来记录元素的对应下标 ，注意我们删除的时候需要将最后一项放在删除下标出，然后再删除最后一项，这样就可以保证其他元素的下标不变。

class RandomizedSet {
  map: Map<number, number> // Map<元素, 下标>
  arr: number[] // 存放元素的数组
  constructor() {
    // 初始化
    this.map = new Map()
    this.arr = []
  }

  insert(val: number): boolean {
    if (this.map.has(val)) {
      return false
    } else {
      // 插入元素
      this.map.set(val, this.arr.length)
      this.arr.push(val)
      return true
    }
  }

  remove(val: number): boolean {
    if (this.map.has(val)) {
      // 删除元素
      const index = this.map.get(val)
      // 用末尾元素替换目标元素下标处的值
      this.arr[index] = this.arr[this.arr.length - 1]
      // 删除末尾元素
      this.arr.pop()
      // 更新之前末尾元素的下标
      this.map.set(this.arr[index], index)
      // 删除目标元素
      this.map.delete(val)
      return true
    } else {
      return false
    }
  }

  getRandom(): number {
    // 返回随机值
    const random = Math.floor(Math.random() * this.arr.length)
    return this.arr[random]
  }
}

题目来源：力扣（LeetCode）