Leetcode.com 2021-07-20
🟡 384.shuffle-an-array

🏷️ Tags
#array #math #randomized

Description
Given an integer array nums, design an algorithm to randomly shuffle the array. All permutations of the array should be equally likely as a result of the shuffling.

Implement the Solution class:


Solution(int[] nums) Initializes the object with the integer array nums.
int[] reset() Resets the array to its original configuration and returns it.
int[] shuffle() Returns a random shuffling of the array.


Example

Input
["Solution", "shuffle", "reset", "shuffle"]
[[[1, 2, 3]], [], [], []]
Output
[null, [3, 1, 2], [1, 2, 3], [1, 3, 2]]

Explanation
Solution solution = new Solution([1, 2, 3]);
solution.shuffle();    // Shuffle the array [1,2,3] and return its result.
                       // Any permutation of [1,2,3] must be equally likely to be returned.
                       // Example: return [3, 1, 2]
solution.reset();      // Resets the array back to its original configuration [1,2,3]. Return [1, 2, 3]
solution.shuffle();    // Returns the random shuffling of array [1,2,3]. Example: return [1, 3, 2]

Leetcode-cn.com 2021-08-30
🟡 528.random-pick-with-weight

🏷️ Tags
#math #binary_search #prefix_sum #randomized

Description
给定一个正整数数组 w ，其中 w[i] 代表下标 i 的权重（下标从 0 开始），请写一个函数 pickIndex ，它可以随机地获取下标 i，选取下标 i 的概率与 w[i] 成正比。




例如，对于 w = [1, 3]，挑选下标 0 的概率为 1 / (1 + 3) = 0.25 （即，25%），而选取下标 1 的概率为 3 / (1 + 3) = 0.75（即，75%）。

也就是说，选取下标 i 的概率为 w[i] / sum(w) 。

Example

输入：
["Solution","pickIndex"]
[[[1]],[]]
输出：
[null,0]
解释：
Solution solution = new Solution([1]);
solution.pickIndex(); // 返回 0，因为数组中只有一个元素，所以唯一的选择是返回下标 0。

Leetcode-cn.com 2021-09-05
🟡 470.implement-rand10-using-rand7

🏷️ Tags
#math #rejection_sampling #probability_and_statistics #randomized

Description
已有方法 rand7 可生成 1 到 7 范围内的均匀随机整数，试写一个方法 rand10 生成 1 到 10 范围内的均匀随机整数。

不要使用系统的 Math.random() 方法。




Example

输入: 1
输出: [7]

Leetcode-cn.com 2021-11-22
🟡 384.shuffle-an-array

🏷️ Tags
#array #math #randomized

Description
给你一个整数数组 nums ，设计算法来打乱一个没有重复元素的数组。

实现 Solution class:


Solution(int[] nums) 使用整数数组 nums 初始化对象
int[] reset() 重设数组到它的初始状态并返回
int[] shuffle() 返回数组随机打乱后的结果


 

Example

输入
["Solution", "shuffle", "reset", "shuffle"]
[[[1, 2, 3]], [], [], []]
输出
[null, [3, 1, 2], [1, 2, 3], [1, 3, 2]]

解释
Solution solution = new Solution([1, 2, 3]);
solution.shuffle();    // 打乱数组 [1,2,3] 并返回结果。任何 [1,2,3]的排列返回的概率应该相同。例如，返回 [3, 1, 2]
solution.reset();      // 重设数组到它的初始状态 [1, 2, 3] 。返回 [1, 2, 3]
solution.shuffle();    // 随机返回数组 [1, 2, 3] 打乱后的结果。例如，返回 [1, 3, 2]

Leetcode-cn.com 2021-11-27
🟡 519.random-flip-matrix

🏷️ Tags
#reservoir_sampling #hash_table #math #randomized

Description
给你一个 m x n 的二元矩阵 matrix ，且所有值被初始化为 0 。请你设计一个算法，随机选取一个满足 matrix[i][j] == 0 的下标 (i, j) ，并将它的值变为 1 。所有满足 matrix[i][j] == 0 的下标 (i, j) 被选取的概率应当均等。

尽量最少调用内置的随机函数，并且优化时间和空间复杂度。

实现 Solution 类：


Solution(int m, int n) 使用二元矩阵的大小 m 和 n 初始化该对象
int[] flip() 返回一个满足 matrix[i][j] == 0 的随机下标 [i, j] ，并将其对应格子中的值变为 1
void reset() 将矩阵中所有的值重置为 0


Example

输入
["Solution", "flip", "flip", "flip", "reset", "flip"]
[[3, 1], [], [], [], [], []]
输出
[null, [1, 0], [2, 0], [0, 0], null, [2, 0]]

解释
Solution solution = new Solution(3, 1);
solution.flip();  // 返回 [1, 0]，此时返回 [0,0]、[1,0] 和 [2,0] 的概率应当相同
solution.flip();  // 返回 [2, 0]，因为 [1,0] 已经返回过了，此时返回 [2,0] 和 [0,0] 的概率应当相同
solution.flip();  // 返回 [0, 0]，根据前面已经返回过的下标，此时只能返回 [0,0]
solution.reset(); // 所有值都重置为 0 ，并可以再次选择下标返回
solution.flip();  // 返回 [2, 0]，此时返回 [0,0]、[1,0] 和 [2,0] 的概率应当相同

Leetcode-cn.com 2022-01-16
🟡 382.linked-list-random-node

🏷️ Tags
#reservoir_sampling #linked_list #math #randomized

Description
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。


Example

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。

Leetcode-cn.com 2022-06-05
🟡 478.generate-random-point-in-a-circle

🏷️ Tags
#geometry #math #rejection_sampling #randomized

Description
给定圆的半径和圆心的位置，实现函数 randPoint ，在圆中产生均匀随机点。

实现 Solution 类:


Solution(double radius, double x_center, double y_center) 用圆的半径 radius 和圆心的位置 (x_center, y_center) 初始化对象
randPoint() 返回圆内的一个随机点。圆周上的一点被认为在圆内。答案作为数组返回 [x, y] 。


Example

输入: 
["Solution","randPoint","randPoint","randPoint"]
[[1.0, 0.0, 0.0], [], [], []]
输出: [null, [-0.02493, -0.38077], [0.82314, 0.38945], [0.36572, 0.17248]]
解释:
Solution solution = new Solution(1.0, 0.0, 0.0);
solution.randPoint ();//返回[-0.02493，-0.38077]
solution.randPoint ();//返回[0.82314,0.38945]
solution.randPoint ();//返回[0.36572,0.17248]

Leetcode-cn.com 2022-06-09
🟡 497.random-point-in-non-overlapping-rectangles

🏷️ Tags
#reservoir_sampling #math #binary_search #ordered_set #prefix_sum #randomized

Description
给定一个由非重叠的轴对齐矩形的数组 rects ，其中 rects[i] = [ai, bi, xi, yi] 表示 (ai, bi) 是第 i 个矩形的左下角点，(xi, yi) 是第 i 个矩形的右上角角点。设计一个算法来随机挑选一个被某一矩形覆盖的整数点。矩形周长上的点也算做是被矩形覆盖。所有满足要求的点必须等概率被返回。

在一个给定的矩形覆盖的空间内任何整数点都有可能被返回。

请注意 ，整数点是具有整数坐标的点。

实现 Solution 类:


Solution(int[][] rects) 用给定的矩形数组 rects 初始化对象。
int[] pick() 返回一个随机的整数点 [u, v] 在给定的矩形所覆盖的空间内。





Example

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

解释：
Solution solution = new Solution([[-2, -2, 1, 1], [2, 2, 4, 6]]);
solution.pick(); // 返回 [1, -2]
solution.pick(); // 返回 [1, -1]
solution.pick(); // 返回 [-1, -2]
solution.pick(); // 返回 [-2, -2]
solution.pick(); // 返回 [0, 0]

Leetcode-cn.com 2022-06-26
🔴 710.random-pick-with-blacklist

🏷️ Tags
#hash_table #math #binary_search #sorting #randomized

Description
给定一个整数 n 和一个 无重复 黑名单整数数组 blacklist 。设计一种算法，从 [0, n - 1] 范围内的任意整数中选取一个 未加入 黑名单 blacklist 的整数。任何在上述范围内且不在黑名单 blacklist 中的整数都应该有 同等的可能性 被返回。

优化你的算法，使它最小化调用语言 内置 随机函数的次数。

实现 Solution 类:


Solution(int n, int[] blacklist) 初始化整数 n 和被加入黑名单 blacklist 的整数
int pick() 返回一个范围为 [0, n - 1] 且不在黑名单 blacklist 中的随机整数


Example

输入
["Solution", "pick", "pick", "pick", "pick", "pick", "pick", "pick"]
[[7, [2, 3, 5]], [], [], [], [], [], [], []]
输出
[null, 0, 4, 1, 6, 1, 0, 4]

解释
Solution solution = new Solution(7, [2, 3, 5]);
solution.pick(); // 返回0，任何[0,1,4,6]的整数都可以。注意，对于每一个pick的调用，
                 // 0、1、4和6的返回概率必须相等(即概率为1/4)。
solution.pick(); // 返回 4
solution.pick(); // 返回 1
solution.pick(); // 返回 6
solution.pick(); // 返回 1
solution.pick(); // 返回 0
solution.pick(); // 返回 4

leetcode.com 2022-11-29
🟡380.insert-delete-getrandom-o1

🏷️ Tags
#array #hash_table #math #design #randomized

leetcode.com 2023-03-10
🟡382.linked-list-random-node

🏷️ Tags
#linked_list #math #reservoir_sampling #randomized

leetcode.com 2024-01-16
🟡380.insert-delete-getrandom-o1

🏷️ Tags
#design #array #hash_table #math #randomized