355、设计推特
设计一个简化版的推特(Twitter)，可以让用户实现发送推文，关注/取消关注其他用户，能够看见关注人（包括自己）的最近十条推文。你的设计需要支持以下的几个功能：
postTweet(userId, tweetId): 创建一条新的推文getNewsFeed(userId): 检索最近的十条推文。每个推文都必须是由此用户关注的人或者是用户自己发出的。推文必须按照时间顺序由最近的开始排序。follow(followerId, followeeId): 关注一个用户unfollow(followerId, followeeId): 取消关注一个用户
示例:
Twitter twitter = new Twitter();
// 用户1发送了一条新推文 (用户id = 1, 推文id = 5).
twitter.postTweet(1, 5);
// 用户1的获取推文应当返回一个列表，其中包含一个id为5的推文.
twitter.getNewsFeed(1);
// 用户1关注了用户2.
twitter.follow(1, 2);
// 用户2发送了一个新推文 (推文id = 6).
twitter.postTweet(2, 6);
// 用户1的获取推文应当返回一个列表，其中包含两个推文，id分别为 -> [6, 5].
// 推文id6应当在推文id5之前，因为它是在5之后发送的.
twitter.getNewsFeed(1);
// 用户1取消关注了用户2.
twitter.unfollow(1, 2);
// 用户1的获取推文应当返回一个列表，其中包含一个id为5的推文.
// 因为用户1已经不再关注用户2.
twitter.getNewsFeed(1);
题解
1、哈希表 + 链表 + 优先队列
- 哈希表存储用户发布的推文、用户的关注者
- 推文为链表结构，按照时间顺序相连
- 在获取某个用户自己以及关注者的最新推文时，通过优先队列，将最新的推文筛选出来
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.PriorityQueue;
import java.util.Set;
public class Twitter {
/**
* 用户 id 和推文（单链表）的对应关系
*/
private Map<Integer, Tweet> twitter;
/**
* 用户 id 和他关注的用户列表的对应关系
*/
private Map<Integer, Set<Integer>> followings;
/**
* 全局使用的时间戳字段，用户每发布一条推文之前 + 1
*/
private static int timestamp = 0;
/**
* 合并 k 组推文使用的数据结构（可以在方法里创建使用），声明成全局变量非必需，视个人情况使用
*/
private static PriorityQueue<Tweet> maxHeap;
/**
* Initialize your data structure here.
*/
public Twitter() {
// 初始化成员变量
followings = new HashMap<>();
twitter = new HashMap<>();
maxHeap = new PriorityQueue<>((o1, o2) -> -o1.timestamp + o2.timestamp);
}
/**
* Compose a new tweet.
*/
public void postTweet(int userId, int tweetId) {
// 计时器+1
timestamp++;
// 如果已经存在该用户的存储记录，直接在原有的链表上插入新的推特
if (twitter.containsKey(userId)) {
Tweet oldHead = twitter.get(userId);
Tweet newHead = new Tweet(tweetId, timestamp);
newHead.next = oldHead;
twitter.put(userId, newHead);
} else {
// 用户第一次发推特
twitter.put(userId, new Tweet(tweetId, timestamp));
}
}
/**
* Retrieve the 10 most recent tweet ids in the user's news feed. Each item in the news feed must be posted by users who the user followed or by the user herself. Tweets must be ordered from most recent to least recent.
*/
public List<Integer> getNewsFeed(int userId) {
// 由于是全局使用的，使用之前需要清空
maxHeap.clear();
// 如果自己发了推文也要算上
if (twitter.containsKey(userId)) {
// 将该用户发布的推文也加入到优先队列中
maxHeap.offer(twitter.get(userId));
}
// 获取该用户的关注者集合
Set<Integer> followingList = followings.get(userId);
// 将所有关注着的推特都加入到优先队列中
if (followingList != null && followingList.size() > 0) {
for (Integer followingId : followingList) {
Tweet tweet = twitter.get(followingId);
if (tweet != null) {
maxHeap.offer(tweet);
}
}
}
// 结果集合
List<Integer> res = new ArrayList<>(10);
// 获取最新的前十个推特
int count = 0;
while (!maxHeap.isEmpty() && count < 10) {
Tweet head = maxHeap.poll();
res.add(head.id);
// 这里最好的操作应该是 replace，但是 Java 没有提供
if (head.next != null) {
maxHeap.offer(head.next);
}
count++;
}
return res;
}
/**
* Follower follows a followee. If the operation is invalid, it should be a no-op.
*
* @param followerId 发起关注者 id
* @param followeeId 被关注者 id
*/
public void follow(int followerId, int followeeId) {
// 被关注人不能是自己
if (followeeId == followerId) {
return;
}
// 获取我自己的关注列表
Set<Integer> followingList = followings.get(followerId);
// 第一次添加关注者
if (followingList == null) {
Set<Integer> init = new HashSet<>();
init.add(followeeId);
followings.put(followerId, init);
} else {
// 已经关注过了
if (followingList.contains(followeeId)) {
return;
}
// 没有关注，添加关注
followingList.add(followeeId);
}
}
/**
* Follower unfollows a followee. If the operation is invalid, it should be a no-op.
*
* @param followerId 发起取消关注的人的 id
* @param followeeId 被取消关注的人的 id
*/
public void unfollow(int followerId, int followeeId) {
if (followeeId == followerId) {
return;
}
// 获取我自己的关注列表
Set<Integer> followingList = followings.get(followerId);
// 还没有关注者
if (followingList == null) {
return;
}
// 这里删除之前无需做判断，因为查找是否存在以后，就可以删除，反正删除之前都要查找
followingList.remove(followeeId);
}
/**
* 推文类，是一个单链表（结点视角）
*/
private class Tweet {
/**
* 推文 id
*/
private int id;
/**
* 发推文的时间戳
*/
private int timestamp;
private Tweet next;
public Tweet(int id, int timestamp) {
this.id = id;
this.timestamp = timestamp;
}
}
public static void main(String[] args) {
Twitter twitter = new Twitter();
twitter.postTweet(1, 1);
List<Integer> res1 = twitter.getNewsFeed(1);
System.out.println(res1);
twitter.follow(2, 1);
List<Integer> res2 = twitter.getNewsFeed(2);
System.out.println(res2);
twitter.unfollow(2, 1);
List<Integer> res3 = twitter.getNewsFeed(2);
System.out.println(res3);
}
}
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