获取随机元素并将其移除

Get random element and remove it

本文关键字：随机 元素 获取      更新时间：2023-10-16

问题：我需要为容器获取一个随机元素，并将其从该容器中删除。容器不需要排序我不在乎订单

  • Vector可以在O(1)中获取我的随机元素，但只能在O(N)中删除它
  • List删除O(1)中的元素，但只能获得O(N)中的随机元素

因此，我想出了一个想法，制作一个自定义向量，允许您通过O(1)+复杂度的索引来删除任何元素。其想法是交换最后一个元素和要删除的元素，然后再交换pop_back()。如果您需要删除最后一个元素-只需pop_back()。向量的顺序将不相同，但您可以获得快速移除方法。

正如我所理解的，与我的解决方案相比，deque的索引访问速度较慢，删除复杂性较差，但我不能100%确定。

我很好奇O(1)或O(logN)中是否存在按索引或按值进行随机访问和元素移除的数据结构？

您有了解决方案，它看起来非常好。用C++编写它的惯用方法不是创建另一个类（请不要从std::vector继承），而是编写一个函数：

template <typename T>
void remove_at(std::vector<T>& v, typename std::vector<T>::size_type n)
{
    std::swap(v[n], v.back());
    v.pop_back();
}

用法：

remove_at(v, 42);

这提供了与std::swap<T>相同的异常保证。

现在，如果您想返回对象，并且您可以访问C++11编译器，您可以按照以下方式进行。困难的部分是在所有情况下提供基本的例外保证：

template <typename T>
T remove_at(std::vector<T>&v, typename std::vector<T>::size_type n)
{
    T ans = std::move_if_noexcept(v[n]);
    v[n] = std::move_if_noexcept(v.back());
    v.pop_back();
    return ans;
}

事实上，如果在移动操作期间引发异常，您不希望向量处于无效状态。

具有O（n）复杂性

vec.erase（vec.begin（）+randomIdx）；randomIdx将介于0和vec.size（）-1 之间

如果你想要O（1）的复杂性，你可以使用列表容器，或者用最后一个交换元素并删除它。（如其他人所述）

是的，有一个解决方案，一个平衡良好的二进制树。

每个节点一个，您需要存储每一侧的节点数。从中找到第N个元素是O（log N）。

删除第N个元素也是O（logN），因为您必须遍历回树以更正所有计数。任何再平衡至多也是O（logN）。

如果没有叶节点比另一个叶节点深2个节点，则认为树是平衡的。查找AVL树以获得Rabalance算法。

如果标准库"开放"使用std:：set和std:：map所使用的树，作为在自定义树中使用的公共接口，那就太好了。

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