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[LeetCode] 2336. Smallest Number in Infinite Set

发布时间 2023-04-26 02:03:42作者: CNoodle

You have a set which contains all positive integers [1, 2, 3, 4, 5, ...].

Implement the SmallestInfiniteSet class:

  • SmallestInfiniteSet() Initializes the SmallestInfiniteSet object to contain all positive integers.
  • int popSmallest() Removes and returns the smallest integer contained in the infinite set.
  • void addBack(int num) Adds a positive integer num back into the infinite set, if it is not already in the infinite set.

Example 1:

Input
["SmallestInfiniteSet", "addBack", "popSmallest", "popSmallest", "popSmallest", "addBack", "popSmallest", "popSmallest", "popSmallest"]
[[], [2], [], [], [], [1], [], [], []]
Output
[null, null, 1, 2, 3, null, 1, 4, 5]

Explanation
SmallestInfiniteSet smallestInfiniteSet = new SmallestInfiniteSet();
smallestInfiniteSet.addBack(2);    // 2 is already in the set, so no change is made.
smallestInfiniteSet.popSmallest(); // return 1, since 1 is the smallest number, and remove it from the set.
smallestInfiniteSet.popSmallest(); // return 2, and remove it from the set.
smallestInfiniteSet.popSmallest(); // return 3, and remove it from the set.
smallestInfiniteSet.addBack(1);    // 1 is added back to the set.
smallestInfiniteSet.popSmallest(); // return 1, since 1 was added back to the set and
                                   // is the smallest number, and remove it from the set.
smallestInfiniteSet.popSmallest(); // return 4, and remove it from the set.
smallestInfiniteSet.popSmallest(); // return 5, and remove it from the set.

Constraints:

  • 1 <= num <= 1000
  • At most 1000 calls will be made in total to popSmallest and addBack.

无限集中的最小数字。

现有一个包含所有正整数的集合 [1, 2, 3, 4, 5, ...] 。

实现 SmallestInfiniteSet 类：

SmallestInfiniteSet() 初始化 SmallestInfiniteSet 对象以包含 所有 正整数。
int popSmallest() 移除 并返回该无限集中的最小整数。
void addBack(int num) 如果正整数 num 不 存在于无限集中，则将一个 num 添加 到该无限集中。


来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode.cn/problems/smallest-number-in-infinite-set
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思路是最小堆 + hashset。初始化的时候，我们将 1 - 1000 这些数字都分别放入最小堆和 hashset 中。

pop() 很好判断，就是从最小堆中弹出一个元素即可，同时在 hashset 中也移除这个元素。

addBack() 需要判断最小堆中是否已经存在这个数字了，如果不存在才加回去。注意 testcase 中对于 add 操作，给的数字不一定是已经弹出的元素。

时间O(nlogn)

空间O(n)

Java实现

 1 class SmallestInfiniteSet {
 2     PriorityQueue<Integer> queue;
 3     Set<Integer> set;
 4 
 5     public SmallestInfiniteSet() {
 6         queue = new PriorityQueue<>();
 7         set = new HashSet<>();
 8         for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
 9             queue.offer(i);
10             set.add(i);
11         }
12     }
13     
14     public int popSmallest() {
15         if (!queue.isEmpty()) {
16             set.remove(queue.peek());
17             return queue.poll();
18         }
19         return -1;
20     }
21     
22     public void addBack(int num) {
23         if (!set.contains(num)) {
24             set.add(num);
25             queue.offer(num);
26         }
27     }
28 }
29 
30 /**
31  * Your SmallestInfiniteSet object will be instantiated and called as such:
32  * SmallestInfiniteSet obj = new SmallestInfiniteSet();
33  * int param_1 = obj.popSmallest();
34  * obj.addBack(num);
35  */

 

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