（Java）数据结构，用于快速插入，删除和随机选择

Question

我需要一个支持 O（1）：

中的以下操作的数据结构

1. myList中。添加（项目）
2. myList。删除（Item.ID） ==＆gt;它实际上需要随机访问

3. myList。 getRandomElement（）（概率相同）

   - （请注意，getRandomElement（）并不意味着随机访问，它只是意味着：“随机提供其中一项，概率相同”）

请注意，我的商品是唯一的，因此我不关心是否使用列表或设置。 我检查了一些java数据结构，但似乎没有一个是解决方案：

1. HashSet 支持O（1）中的1,2，但它不能在O（1）中给我一个随机元素。我需要调用 mySet.iterator（）。next（）来选择一个随机元素，它取O（n）。
2. ArrayList 在O（1）中执行1,3，但它需要进行线性搜索才能找到我想要删除的元素，尽管需要O（n）

有什么建议吗？请告诉我应该拨打哪些功能？

如果java没有这样的数据结构，我应该为此目的使用哪种算法？

Answer 1

如果内存允许，您可以使用 HashMap 和 ArrayList 的组合： -

  

  
1. 将数字存储在ArrayList arr中。
  
2. 使用HashMap提供映射arr [i] =＆gt;我
  
3. 生成随机选择随机形式arrayList
  

删除： -

  

  
1. 在HashMap中检查num =＆gt;我
  
2. swap（i，arr.size（） - 1）
  
3. HashMap.remove（num）
  
4. HashMap中（ARR [I]）=＆GT;我
  
5. arr.remove（arr.size（） - 1）
  

所有操作均为O(1)，但额外O(N)空间

Answer 2

您可以将HashMap（ID为数组索引）与数组（或ArrayList）结合使用。

只需添加到数组并将ID和索引添加到add，就可以在O（1）中完成

HashMap。

remove可以在O（1）中通过从HashMap执行查找（和删除）来查找索引，然后将数组中的最后一个索引移动到该索引，更新HashMap中元素的索引，并将数组大小减一。

getRandomElement可以通过从数组中返回一个随机元素在O（1）中完成。

示例：

Array: [5,3,2,4]
HashMap: [5->0, 3->1, 2->2, 4->3]

删除3：

Look up (and remove) key 3 in the HashMap (giving 3->1)
Swap 3 and, the last element, 4 in the array
Update 4's index in the HashMap to 1
Decrease the size of the array by 1

Array: [5,4,2]
HashMap: [5->0, 2->2, 4->1]

添加6：

Simply add it to the array and HashMap

Array: [5,4,2,6]
HashMap: [5->0, 2->2, 4->1, 6->3]