LeetCode 382 链表随机节点[水塘抽样] HERODING的LeetCode之路

Posted 2022-02-06 HERODING23

解题思路：
最朴素的思路就是遍历所有的节点，用vector存储其节点的值，最后返回数组中用rand() % size的随机值，代码如下：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode 
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) 
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) 
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) 
 * ;
 */
class Solution 
private:
    vector<int> ans;
public:
    Solution(ListNode* head) 
        while(head != nullptr) 
            ans.push_back(head->val);
            head = head->next;
        
    
    
    int getRandom() 
        return ans[rand() % ans.size()];
    
;

/**
 * Your Solution object will be instantiated and called as such:
 * Solution* obj = new Solution(head);
 * int param_1 = obj->getRandom();
 */

上述方法的空间复杂度为O(n)，但是如果用水塘抽样的方法可以优化为O(1)，水塘抽样核心思想是当第i次抽中了位置为i的节点时，之后到n次都不会抽到该节点的概率计算如下，为1/n，即每个数在这样操作下被抽中的概率都是1/n。代码如下：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode 
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) 
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) 
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) 
 * ;
 */
class Solution 
private:
    ListNode * head;
public:
    Solution(ListNode* head) 
        this->head = head;
    
    
    int getRandom() 
        ListNode * temp = head;
        int val = temp->val;
        int i = 1;
        while(temp != nullptr) 
            if(rand() % i == 0) 
                val = temp->val;
            
            temp = temp->next;
            i ++;
        
        return val;
    
;

/**
 * Your Solution object will be instantiated and called as such:
 * Solution* obj = new Solution(head);
 * int param_1 = obj->getRandom();
 */