LeetCode-382 链表随机结点

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/linked-list-random-node

题目描述

给你一个单链表，随机选择链表的一个节点，并返回相应的节点值。每个节点 被选中的概率一样 。

实现 Solution 类：

Solution(ListNode head) 使用整数数组初始化对象。
int getRandom() 从链表中随机选择一个节点并返回该节点的值。链表中所有节点被选中的概率相等。
 

示例：

 

 

输入
["Solution", "getRandom", "getRandom", "getRandom", "getRandom", "getRandom"]
[[[1, 2, 3]], [], [], [], [], []]
输出
[null, 1, 3, 2, 2, 3]

解释
Solution solution = new Solution([1, 2, 3]);
solution.getRandom(); // 返回 1
solution.getRandom(); // 返回 3
solution.getRandom(); // 返回 2
solution.getRandom(); // 返回 2
solution.getRandom(); // 返回 3
// getRandom() 方法应随机返回 1、2、3中的一个，每个元素被返回的概率相等。
 

提示：

链表中的节点数在范围 [1, 104] 内
-104 <= Node.val <= 104
至多调用 getRandom 方法 104 次
 

进阶：

如果链表非常大且长度未知，该怎么处理？
你能否在不使用额外空间的情况下解决此问题？

 

 

解题思路

常规解法很简单，使用vector的特性将节点保存下来，然后根据vector的长度随机取值就好。

但是如果想进阶的解法，就需要使用数学知识了。

详细见蓄水池抽样方法。

代码展示

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */

class Solution {
    ListNode *head;

public:
    Solution(ListNode *head) {
        this->head = head;
    }

    int getRandom() {
        int i = 1, ans = 0;
        for (auto node = head; node; node = node->next) {
            if (rand() % i == 0) { // 1/i 的概率选中（替换为答案）
                ans = node->val;
            }
            ++i;
        }
        return ans;
    }
};

/**
 * Your Solution object will be instantiated and called as such:
 * Solution* obj = new Solution(head);
 * int param_1 = obj->getRandom();
 */

 

运行结果