题目描述

设计一个简化版的推特(Twitter)，可以让用户实现发送推文，关注/取消关注其他用户，能够看见关注人（包括自己）的最近十条推文。你的设计需要支持以下的几个功能：

postTweet(userId, tweetId): 创建一条新的推文
getNewsFeed(userId): 检索最近的十条推文。每个推文都必须是由此用户关注的人或者是用户自己发出的。推文必须按照时间顺序由最近的开始排序。
follow(followerId, followeeId): 关注一个用户
unfollow(followerId, followeeId): 取消关注一个用户


示例:

Twitter twitter = new Twitter();

// 用户1发送了一条新推文 (用户id = 1, 推文id = 5).
twitter.postTweet(1, 5);

// 用户1的获取推文应当返回一个列表，其中包含一个id为5的推文.
twitter.getNewsFeed(1);

// 用户1关注了用户2.
twitter.follow(1, 2);

// 用户2发送了一个新推文 (推文id = 6).
twitter.postTweet(2, 6);

// 用户1的获取推文应当返回一个列表，其中包含两个推文，id分别为 -> [6, 5].
// 推文id6应当在推文id5之前，因为它是在5之后发送的.
twitter.getNewsFeed(1);

// 用户1取消关注了用户2.
twitter.unfollow(1, 2);

// 用户1的获取推文应当返回一个列表，其中包含一个id为5的推文.
// 因为用户1已经不再关注用户2.
twitter.getNewsFeed(1);

来源：力扣（LeetCode）链接：https://leetcode-cn.com/problems/design-twitter

解题思路

实现合并 k 个有序链表的算法需要用到优先级队列（Priority Queue），这种数据结构是「二叉堆」最重要的应用。

如果你对优先级队列不太了解，可以理解为它可以对插入的元素自动排序。乱序的元素插入其中就被放到了正确的位置，可以按照从小到大（或从大到小）有序地取出元素。

借助这种数据结构支持，我们就很容易实现这个核心功能。注意我们把优先级队列设为按 time 属性从大到小降序排列，因为 time 越大意味着时间越近，应该排在前面

思路参考：https://labuladong.gitbook.io/algo/shu-ju-jie-gou-xi-lie/shou-ba-shou-she-ji-shu-ju-jie-gou/she-ji-twitter

解题代码

class Twitter {

    private static int timestamp = 0;
    private HashMap<Integer, User> userMap = new HashMap<>();

    private static class Tweet {
        public int id;
        public int time;
        public Tweet next;

        public Tweet(int id, int time) {
            this.id = id;
            this.time = time;
            this.next = null;
        }
    }

    private static class User {
        public int id;
        public Set<Integer> followed;
        public Tweet head;

        public User(int userId) {
            this.id = userId;
            this.followed = new HashSet<>();
            this.head = null;
            // 关注自己
            follow(userId);
        }

        public void follow(int userId) {
            this.followed.add(userId);
        }

        public void unfollow(int userId) {
            if (this.id != userId) {
                this.followed.remove(userId);
            }
        }

        public void post(int tweetId) {
            Tweet tweet = new Tweet(tweetId, timestamp);
            timestamp++;
            tweet.next = head;
            head = tweet;
        }

    }

    /** Initialize your data structure here. */
    public Twitter() {

    }

    /** 判断用户是否存在，不存在则新建 */
    private User getUser(int userId) {
        if (!userMap.containsKey(userId)) {
            userMap.put(userId, new User(userId));
        }
        User user = userMap.get(userId);
        return user;
    }
    
    /** Compose a new tweet. */
    public void postTweet(int userId, int tweetId) {
        // 获取用户
        User user = getUser(userId);
        // 发送
        user.post(tweetId);
    }
    
    /** Retrieve the 10 most recent tweet ids in the user's news feed. Each item in the news feed must be posted by users who the user followed or by the user herself. Tweets must be ordered from most recent to least recent. */
    public List<Integer> getNewsFeed(int userId) {
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        if (!userMap.containsKey(userId)) {
            return res;
        }
        // 获取用户所有关注的人
        User user = userMap.get(userId);
        Set<Integer> fowIds = user.followed;
        // 把关注的人的tweet的head放到优先级队列中
        PriorityQueue<Tweet> pq = 
                    new PriorityQueue<>(fowIds.size(), (a, b)->(b.time - a.time));
        for (Integer id : fowIds) {
            Tweet tw = userMap.get(id).head;
            if (tw == null) {
                continue;
            }
            pq.add(tw);
        }
        // 获取前10个tweet的id
        while(!pq.isEmpty()) {
            // 最多返回10条
            if (res.size() >= 10) {
                break;
            }
            // 弹出最近的tweet
            Tweet tw = pq.poll();
            res.add(tw.id);
            // 把弹出的下一篇tweet放入优先队列
            if (tw.next != null) {
                pq.add(tw.next);
            }
        }
        return res;
    }
    
    /** Follower follows a followee. If the operation is invalid, it should be a no-op. */
    public void follow(int followerId, int followeeId) {
        // 获取关注用户
        User followerUser = getUser(followerId);
        // 获取被关注用户
        User followeeUser = getUser(followeeId);
        // 设置用户的关注关系
        followerUser.follow(followeeId);
    }
    
    /** Follower unfollows a followee. If the operation is invalid, it should be a no-op. */
    public void unfollow(int followerId, int followeeId) {
        // 判断关注的人是否存在
        if (userMap.containsKey(followerId)) {
            // 存在则取消指定的关注
            User user = userMap.get(followerId);
            user.unfollow(followeeId);
        }
        
    }
}

/**
 * Your Twitter object will be instantiated and called as such:
 * Twitter obj = new Twitter();
 * obj.postTweet(userId,tweetId);
 * List<Integer> param_2 = obj.getNewsFeed(userId);
 * obj.follow(followerId,followeeId);
 * obj.unfollow(followerId,followeeId);
 */