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710. 黑名单中的随机数

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

示例 1:

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

提示:

• 1 <= n <= 109
• 0 <= blacklist.length <= min(105, n - 1)
• 0 <= blacklist[i] < n
• blacklist 中所有值都 不同
• pick 最多被调用 2 * 104 次

题解 (Python)

1. 题解

import random


class Solution:

    def __init__(self, n: int, blacklist: List[int]):
        self.m = len(blacklist)
        self.n = n
        xs = set(blacklist) - set(range(self.m))
        ys = set(range(self.m)) - set(blacklist)
        self.dict = dict(zip(xs, ys))

    def pick(self) -> int:
        x = random.randint(self.m, self.n - 1)

        return self.dict.get(x, x)


# Your Solution object will be instantiated and called as such:
# obj = Solution(n, blacklist)
# param_1 = obj.pick()