力扣每日一题2021-11-27随机翻转矩阵_力扣 翻转矩阵

519.随机翻转矩阵

题目描述

随机翻转矩阵

思路

哈希表记录交换+降维

首先将二维矩阵用一维数组表示，将(i, j)与i*n+j一一对应。但是m和n最大值都可以达到$10^4$，维护这样的数组会消耗大量的空间。注意到flip最多进行一千次，所以可以只记录用过的数，并维护出上面想要的数组的样子。这时候可以使用哈希表。
假设一维数组为[0, 1, 2, 3, 4, 5]，最后一个值为5；
第一次随机，假定是1，则下一次随机是想要在[0, 2, 3, 4, 5]中取一个，将5填入1的位置，就像做了一次1和5的交换，因此数组变为[0, 5, 2, 3, 4]。
第二次随机，从0到4随机取一个坐标，，假如不是1，则进行上一次的操作；假如是1，那么我们这次随机出来的数就相当于是5，则仍需要将1位置的映射更新，更新为4，因此，数组变为[0, 4, 2, 3]。
直到最后将全部数组随机出，被用过的数不再出现，因为始终会取没背用过的数。

Python实现

class Solution:

    def __init__(self, m: int, n: int):
        self.m, self.n = m, n
        self.total = m * n - 1
        self.record = dict()


    def flip(self) -> List[int]:
        r = random.randint(0, self.total)
        idx = self.record.get(r, r)
        self.record[r] = self.record.get(self.total, self.total)
        self.total -= 1
        ans = [idx // self.n, idx % self.n]
        return ans


    def reset(self) -> None:
        self.total = self.m * self.n - 1
        self.record = dict()



# Your Solution object will be instantiated and called as such:
# obj = Solution(m, n)
# param_1 = obj.flip()
# obj.reset()
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Java实现

class Solution {
    
    private int m, n, total;
    private Map<Integer, Integer> map;
    private Random random;

    public Solution(int m, int n) {
        this.m = m;
        this.n = n;
        total = m * n - 1;
        map = new HashMap<>();
        random = new Random();
    }
    
    public int[] flip() {
        int r = random.nextInt(total + 1);
        int idx = map.getOrDefault(r, r);
        map.put(r, map.getOrDefault(total, total));
        total --;
        return new int[] {idx/n, idx%n};
    }
    
    public void reset() {
        total = m * n - 1;
        map = new HashMap<>();
    }
}

/**
 * Your Solution object will be instantiated and called as such:
 * Solution obj = new Solution(m, n);
 * int[] param_1 = obj.flip();
 * obj.reset();
 */
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