【哈希表】随机数索引

## 题目

398. 随机数索引

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给你一个可能含有 重复元素 的整数数组 nums ，请你随机输出给定的目标数字 target 的索引。你可以假设给定的数字一定存在于数组中。

实现 Solution 类：

• Solution(int[] nums) 用数组 nums 初始化对象。
• int pick(int target) 从 nums 中选出一个满足 nums[i] == target 的随机索引 i 。如果存在多个有效的索引，则每个索引的返回概率应当相等。

示例 1：

输入
["Solution", "pick", "pick", "pick"]
[[[1, 2, 3, 3, 3]], [3], [1], [3]]
输出
[null, 4, 0, 2]

解释
Solution solution = new Solution([1, 2, 3, 3, 3]);
solution.pick(3); // 随机返回索引 2, 3 或者 4 之一。每个索引的返回概率应该相等。
solution.pick(1); // 返回 0 。因为只有 nums[0] 等于 1 。
solution.pick(3); // 随机返回索引 2, 3 或者 4 之一。每个索引的返回概率应该相等。

提示：

• 1 <= nums.length <= 2 * 10^4
• -2^31 <= nums[i] <= 2^31 - 1
• target 是 nums 中的一个整数
• 最多调用 pick 函数 10^4 次

解题

方法一：哈希表

思路

使用一个哈希映射记录数组中所有元素及其索引，其中键是数组中不重复的元素，值是元素对应的索引集合，pick 方法中直接拿到元素对应的索引集合，在该集合中随机取一个索引返回。

代码

class Solution {
    private static final Random RANDOM = new Random();
    private Map<Integer, List<Integer>> map = new HashMap<>();

    public Solution(int[] nums) {
        int idx = 0;
        for (int num : nums) {
            map.putIfAbsent(num, new ArrayList<>());
            map.get(num).add(idx++);
        }
    }

    public int pick(int target) {
        List<Integer> idxes = map.get(target);
        return idxes.get(RANDOM.nextInt(idxes.size()));
    }
}

/**
 * Your Solution object will be instantiated and called as such:
 * Solution obj = new Solution(nums);
 * int param_1 = obj.pick(target);
 */