哈希表相关题目-python

Posted 2020-11-22 知是行之始，行是知之成

栈&队列&哈希表&堆-python  https://blog.csdn.net/qq_19446965/article/details/102982047

1、O(1)时间插入、删除和获取随机元素

设计一个支持在平均 时间复杂度 O(1) 下，执行以下操作的数据结构。

insert(val)：当元素 val 不存在时，向集合中插入该项。
remove(val)：元素 val 存在时，从集合中移除该项。
getRandom：随机返回现有集合中的一项。每个元素应该有相同的概率被返回。
示例 :

// 初始化一个空的集合。
RandomizedSet randomSet = new RandomizedSet();

// 向集合中插入 1 。返回 true 表示 1 被成功地插入。
randomSet.insert(1);

// 返回 false ，表示集合中不存在 2 。
randomSet.remove(2);

// 向集合中插入 2 。返回 true 。集合现在包含 [1,2] 。
randomSet.insert(2);

// getRandom 应随机返回 1 或 2 。
randomSet.getRandom();

// 从集合中移除 1 ，返回 true 。集合现在包含 [2] 。
randomSet.remove(1);

// 2 已在集合中，所以返回 false 。
randomSet.insert(2);

// 由于 2 是集合中唯一的数字，getRandom 总是返回 2 。
randomSet.getRandom();

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/insert-delete-getrandom-o1

class RandomizedSet(object):

    def __init__(self):
        """
        Initialize your data structure here.
        """
        self.nums = []
        self.maps =  {}     

    def insert(self, val):
        """
        Inserts a value to the set. Returns true if the set did not already contain the specified element.
        :type val: int
        :rtype: bool
        """
        if val in self.maps:
            return False
        
        self.nums.append(val)
        self.maps[val] = len(self.nums) - 1
        return True 

    def remove(self, val):
        """
        Removes a value from the set. Returns true if the set contained the specified element.
        :type val: int
        :rtype: bool
        """
        if val not in self.maps:
            return False

        # 将末尾的值移到待删除元素的位置
        index = self.maps.get(val)
        last_val = self.nums[-1]
        self.nums[index] = last_val
        self.maps[last_val] = index
        # 删除最后一个元素
        self.nums.pop() 
        # 删除被删除元素的index
        del self.maps[val]
        return True
        
    def getRandom(self):
        """
        Get a random element from the set.
        :rtype: int
        """
        return random.choice(self.nums)

2、O(1) 时间插入、删除和获取随机元素 - 允许重复

示例:

// 初始化一个空的集合。
RandomizedCollection collection = new RandomizedCollection();

// 向集合中插入 1 。返回 true 表示集合不包含 1 。
collection.insert(1);

// 向集合中插入另一个 1 。返回 false 表示集合包含 1 。集合现在包含 [1,1] 。
collection.insert(1);

// 向集合中插入 2 ，返回 true 。集合现在包含 [1,1,2] 。
collection.insert(2);

// getRandom 应当有 2/3 的概率返回 1 ，1/3 的概率返回 2 。
collection.getRandom();

// 从集合中删除 1 ，返回 true 。集合现在包含 [1,2] 。
collection.remove(1);

// getRandom 应有相同概率返回 1 和 2 。
collection.getRandom();

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/insert-delete-getrandom-o1-duplicates-allowed

1）把某个数在数组中出现的所有的位置用dict的形式存储下来

2）重复元素用set存下来，用于判断

3）删除一个数的时候，就是从这个 list 里随便拿走一个数（比如最后一个数）

class RandomizedCollection(object):

    def __init__(self):
        """
        Initialize your data structure here.
        """
        self.nums = []
        self.maps = collections.defaultdict(set)

    def insert(self, val):
        """
        Inserts a value to the collection. Returns true if the collection did not already contain the specified element.
        :type val: int
        :rtype: bool
        """
        self.nums.append(val)
        self.maps[val].add(len(self.nums)-1)
        return len(self.maps[val]) == 1
        

    def remove(self, val):
        """
        Removes a value from the collection. Returns true if the collection contained the specified element.
        :type val: int
        :rtype: bool
        """
        if not self.maps[val]:
            return False
        
        index = self.maps[val].pop()
        self.nums[index] = None
        return True

    def getRandom(self):
        """
        Get a random element from the collection.
        :rtype: int
        """
        x = None
        while x is None:   # 注意：这里不能写成while not x：
            x = random.choice(self.nums)
        return x

3、