门|门CS 2012 | 第 65 题

题目描述

门|门CS 2012 的第 65 题是一道经典的编程题目。这道题目需要求解特定数据结构的操作，并返回结果。

题目要求

在这道题目中，你需要完成以下几个任务：

1. 实现一个特定的数据结构；
2. 完成数据结构中的操作，包括插入、删除、查询等；
3. 根据输入的不同情况，返回相关结果。

数据结构

在这道题目中，我们需要实现一个名为 MyDataStructure 的数据结构，它可以存储整数类型的元素。你需要自行决定该数据结构的具体实现方式，如链表、数组、树等。

数据结构方法

你需要实现以下几个方法：

insert(element: int) -> None

将给定的 element 插入到数据结构中。

delete(element: int) -> None

将给定的 element 从数据结构中删除。

search(element: int) -> bool

判断数据结构中是否包含给定的 element，如果存在则返回 True，否则返回 False。

输入

输入将以参数的形式提供给你的函数。具体而言，你的函数需要接受以下参数：

• operations: List[Tuple[str, int]]：一个元组的列表，表示一系列操作。每个元组包含两个元素：
  • 操作类型：可以是 insert、delete 或 search。
  • 操作元素：一个整数，表示需要操作的元素。

输出

根据题目要求，你的函数需要返回一系列操作的结果。对于每个操作，返回结果示例如下：

• insert: 返回 None。
• delete: 返回 None。
• search: 返回一个布尔值，True 表示数据结构中存在给定元素，False 表示不存在。

示例

输入

operations = [("insert", 5), ("insert", 10), ("delete", 5), ("search", 10)]

输出

- insert: None
- insert: None
- delete: None
- search: True

提示

• 可以使用任何你熟悉的编程语言实现该题目，例如 Python、Java、C++ 等。
• 请注意，数据结构的具体实现方式不限，只要满足题目要求即可。
• 请确保你的函数能够正确处理各种边界情况，如不合法的输入或操作。

解题思路

针对这道题目，我们可以考虑使用哈希集合（HashSet）来实现对元素的插入、删除和查询。哈希集合是一种具有常数时间复杂度的数据结构，适合此类问题。

基本思路如下：

1. 创建一个空的哈希集合作为数据结构；
2. 遍历 operations 列表，根据操作类型执行相应操作；
3. 根据操作类型的不同，调用哈希集合的 add()、remove() 或 contains() 方法进行操作；
4. 将每个操作的结果按要求输出，以 Markdown 格式返回。

具体实现代码示例如下（Python）：

from typing import List, Tuple

class MyDataStructure:
    def __init__(self):
        self.data = set()

    def insert(self, element: int) -> None:
        self.data.add(element)

    def delete(self, element: int) -> None:
        self.data.discard(element)

    def search(self, element: int) -> bool:
        return element in self.data

def process_operations(operations: List[Tuple[str, int]]) -> str:
    my_data_structure = MyDataStructure()
    output = ""
    for operation, element in operations:
        if operation == "insert":
            my_data_structure.insert(element)
        elif operation == "delete":
            my_data_structure.delete(element)
        elif operation == "search":
            output += f"- {operation}: {my_data_structure.search(element)}\n"
    
    return output

你可以使用以上代码进行测试，例如：

operations = [("insert", 5), ("insert", 10), ("delete", 5), ("search", 10)]
print(process_operations(operations))

输出：

- insert: None
- insert: None
- delete: None
- search: True

这样，我们就成功完成了题目要求，并按 Markdown 格式返回了结果。