题目
RandomizedCollection 是一种包含数字集合(可能是重复的)的数据结构。它应该支持插入和删除特定元素，以及删除随机元素。
实现 RandomizedCollection 类:
RandomizedCollection()初始化空的 RandomizedCollection 对象。
bool insert(int val) 将一个 val 项插入到集合中，即使该项已经存在。如果该项不存在，则返回 true ，否则返回 false 。
bool remove(int val) 如果存在，从集合中移除一个 val 项。如果该项存在，则返回 true ，否则返回 false 。注意，如果 val 在集合中出现多次，我们只删除其中一个。
int getRandom() 从当前的多个元素集合中返回一个随机元素。每个元素被返回的概率与集合中包含的相同值的数量 线性相关 。
您必须实现类的函数，使每个函数的 平均 时间复杂度为 O(1) 。
注意：生成测试用例时，只有在 RandomizedCollection 中 至少有一项 时，才会调用 getRandom 。
示例 1:
输入
["RandomizedCollection", "insert", "insert", "insert", "getRandom", "remove", "getRandom"]
[[], [1], [1], [2], [], [1], []]
输出
[null, true, false, true, 2, true, 1]
解释
RandomizedCollection collection = new RandomizedCollection();// 初始化一个空的集合。
collection.insert(1); // 返回 true，因为集合不包含 1。
// 将 1 插入到集合中。
collection.insert(1); // 返回 false，因为集合包含 1。
// 将另一个 1 插入到集合中。集合现在包含 [1,1]。
collection.insert(2); // 返回 true，因为集合不包含 2。
// 将 2 插入到集合中。集合现在包含 [1,1,2]。
collection.getRandom(); // getRandom 应当:
// 有 2/3 的概率返回 1,
// 1/3 的概率返回 2。
collection.remove(1); // 返回 true，因为集合包含 1。
// 从集合中移除 1。集合现在包含 [1,2]。
collection.getRandom(); // getRandom 应该返回 1 或 2，两者的可能性相同。
代码实现
class RandomizedCollection {
Map<Integer, Set<Integer>> idx;
List<Integer> nums;
/** Initialize your data structure here. */
public RandomizedCollection() {
idx = new HashMap<Integer, Set<Integer>>();
nums = new ArrayList<Integer>();
}
/** Inserts a value to the collection. Returns true if the collection did not already contain the specified element. */
public boolean insert(int val) {
nums.add(val);
Set<Integer> set = idx.getOrDefault(val, new HashSet<Integer>());
set.add(nums.size() - 1);
idx.put(val, set);
return set.size() == 1;
}
/** Removes a value from the collection. Returns true if the collection contained the specified element. */
public boolean remove(int val) {
if (!idx.containsKey(val)) {
return false;
}
Iterator<Integer> it = idx.get(val).iterator();
int i = it.next();
int lastNum = nums.get(nums.size() - 1);
nums.set(i, lastNum);
idx.get(val).remove(i);
idx.get(lastNum).remove(nums.size() - 1);
if (i < nums.size() - 1) {
idx.get(lastNum).add(i);
}
if (idx.get(val).size() == 0) {
idx.remove(val);
}
nums.remove(nums.size() - 1);
return true;
}
/** Get a random element from the collection. */
public int getRandom() {
return nums.get((int) (Math.random() * nums.size()));
}
}