如何從已實現的集合中獲取隨機元素？

Question

我正在使用一種稱為開放散列的技術實現我自己的稱為RandomizedSet的集合。 我必須創建一個 function 來返回我集合中的一個隨機元素，條件是所有元素必須具有相同的被選擇概率，並且這個 function 的平均值應該是 O(1) 時間。 這就是我的代碼的樣子。

我的 class 設置節點

class SetNode{
    int val;
    SetNode next;

    public SetNode(int x){
        val = x;
    }
}

我的 class 隨機集

class RandomizedSet {
    int size;
    ArrayList<SetNode> buckets;
    int numBuckets;

    /** Initialize your data structure here. */
    public RandomizedSet() {
        size = 0;
        numBuckets = 10;
        buckets = new ArrayList<>();
    }

    /** Returns the index in the ArrayList where the value will be found */
    public int getBucketIndex(int val){
        String str = Integer.parseInt(val);
        int hashcode = Math.abs(str.hashCode());
        return hashcode % numBuckets;
    }

    /** Inserts a value to the set. Returns true if the set did not already contain the specified element. */
    public boolean insert(int val) {
        int index = getBucketIndex(val);
        SetNode head = buckets.get(index);

        while(head != null){
            if(head.val == val){
                return false;
            }
            head = head.next;
        }

        size++;
        head = buckets.get(index);
        SetNode temp = new SetNode(val);
        temp.next = head;
        buckets.set(index, temp);

        if((1.0*size)/numBuckets >= 0.7){
            doubleSize();
        }

        return true;
    }

    /** Doubles the size of the ArrayList to include more nodes */
    public doubleSize(){
        ArrayList<NodeSet> temp = buckets;
        buckets = new ArrayList<>();
        numBuckets = 2*numBuckets;
        for(int i = 0; i < numBuckets; i++){
            buckets.add(null);
        }
        for(SetNode s : temp){
            SetNode head = s;
            while(head != null){
                insert(head.val);
                head = head.next;
            }
        }
    }

    /** Removes a value from the set. Returns true if the set contained the specified element. */
    public boolean remove(int val) {
        int index = getBucketIndex(val);
        SetNode head = buckets.get(index);
        SetNode prev = null;

        while(head != null){
            if(head.val == val){
                break;
            }
            prev = head;
            head = head.next;
        }

        if(head == null){
            return false;
        }

        size--;
        if(prev != null){
            prev.next = head.next;
        }
        else{
            buckets.set(index, head.next;)
        }
        return true;

    }

    /** Get a random element from the set. */
    public int getRandom() {
    }
}

我制作 function getRandom()的主要想法是生成一個介於 0 和numBuckets之間的隨機數，但這不起作用，因為我可以有空的桶（那些填充為空）和一個桶中有很多元素，所以概率不會相等。

關於如何處理它的任何想法？

Answer 1

我對 Java 很陌生，但我很確定這應該可行。 創建一個while循環並像你一樣生成整數。 一旦你找到一個包含值的存儲桶，然后從 while 循環中中斷。 這也應該具有隨機性的相等分布。

public int getRandom() {
    while (true) {
        int random = (int) (Math.random() * (buckets.size() + 1));
        if (buckets.get(random) != null) {
                return random;
        }
    }
}