381. O(1) 时间插入、删除和获取随机元素

设计一个支持在平均 时间复杂度 O(1) 下， 执行以下操作的数据结构。

注意: 允许出现重复元素。

insert(val)：向集合中插入元素 val。
remove(val)：当 val 存在时，从集合中移除一个 val。
getRandom：从现有集合中随机获取一个元素。每个元素被返回的概率应该与其在集合中的数量呈线性相关。
示例:

// 初始化一个空的集合。
RandomizedCollection collection = new RandomizedCollection();

// 向集合中插入 1 。返回 true 表示集合不包含 1 。
collection.insert(1);

// 向集合中插入另一个 1 。返回 false 表示集合包含 1 。集合现在包含 [1,1] 。
collection.insert(1);

// 向集合中插入 2 ，返回 true 。集合现在包含 [1,1,2] 。
collection.insert(2);

// getRandom 应当有 2/3 的概率返回 1 ，1/3 的概率返回 2 。
collection.getRandom();

// 从集合中删除 1 ，返回 true 。集合现在包含 [1,2] 。
collection.remove(1);

// getRandom 应有相同概率返回 1 和 2 。
collection.getRandom();

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/insert-delete-getrandom-o1-duplicates-allowed
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

import collections
from random import randint 

class RandomizedCollection:

    def __init__(self):
        """
        Initialize your data structure here.
        """
        self.lis=[]
        self.s=collections.defaultdict(set)


    def insert(self, val: int) -> bool:
        """
        Inserts a value to the collection. Returns true if the collection did not already contain the specified element.
        """
        if val in self.s:
            flag=False
        else:
            flag=True
        self.lis.append(val)
        self.s[val].add(len(self.lis)-1)
        return flag


    def remove(self, val: int) -> bool:
        """
        Removes a value from the collection. Returns true if the collection contained the specified element.
        """
        if val in self.s:
            i=next(iter(self.s[val]))
            self.lis[i],self.lis[len(self.lis)-1]=self.lis[len(self.lis)-1],self.lis[i]
            self.s[val].remove(i)
            if i<len(self.lis)-1:
                self.s[self.lis[i]].remove(len(self.lis)-1)
                self.s[self.lis[i]].add(i)
            self.lis.pop()
            if len(self.s[val])==0:
                del self.s[val]
            return True
        else:
            return False
            

    def getRandom(self) -> int:
        """
        Get a random element from the collection.
        """
        i=randint(0,len(self.lis)-1)
        return self.lis[i]



# Your RandomizedCollection object will be instantiated and called as such:
# obj = RandomizedCollection()
# param_1 = obj.insert(val)
# param_2 = obj.remove(val)
# param_3 = obj.getRandom()