一种跟踪号码状态的算法答案

【问题标题】：A algorithm to track the status of a number一种跟踪号码状态的算法
【发布时间】：2020-03-14 16:10:06
【问题描述】：

要设计一个 API，

get()，它会返回随机数，而且数字不能重复，意味着它永远是唯一的。

put(randomvalue)，它会将get()生成的随机数放回去，如果放回去，get()函数可以重用这个数字作为输出。

它必须是高效的，没有过多的资源被高度使用。

有没有办法实现这个算法？不推荐使用 hashmap，因为如果这个 API 为数十亿的请求生成，保存生成的随机数仍然占用太多空间。

我无法计算出这个算法，请帮忙提供线索，提前谢谢！

【问题讨论】：

您使用哪种语言以及您的努力是什么？
如果不使用map或者set，如何保证一个数字不生成两次？
您可以尝试将已经选择的随机数存储在 TreeSet 中（来自 javadoc：This implementation provides guaranteed log(n) time cost for the basic operations (add, remove and contains).）。所以它比HashMap 更节省时间，也更节省空间。
这是一个考试问题，还是类似的问题？出于实际目的，我认为您没有理由需要 put() 函数。只需忽略已经过时的数字。
使用linear congruential generator，句点为 2^64。即使每秒有 10 亿个 get() 请求，也需要 500 多年才能重复一个数字。 put() 请求是 no-op，忽略它。您“可以重复使用此号码” 的声明并不意味着您“必须重复使用此号码”。

标签： algorithm system-design

【解决方案1】：

如果没有额外的空间，我想不出任何解决方案。有了空格，一个选项可以是使用 TreeMap，首先将 treeMap 中的所有元素添加为 false。当元素被访问时，标记为真。与 put 类似，将值更改为 false。下面的代码sn-p...

public class RandomNumber {

public static final int SIZE = 100000;
public static Random rand;
public static TreeMap<Integer, Boolean> treeMap;

public RandomNumber() {
    rand = new Random();
    treeMap = new TreeMap<>();
}

static public int getRandom() {
    while (true) {
        int random = rand.nextInt(SIZE);
        if (!treeMap.get(random)) {
            treeMap.put(random, true);
            return random;
        }
    }
}

static public void putRandom(int number) {
    treeMap.put(number, false);
}
}

【讨论】：