題目：

Design a data structure that supports all following operations in average O(1) time.

1.insert(val): Inserts an item val to the set if not already present.
2.remove(val): Removes an item val from the set if present.
3.getRandom: Returns a random element from current set of elements. Each element must have the same probability of being returned.
Example:

// Init an empty set.
RandomizedSet randomSet = new RandomizedSet();

// Inserts 1 to the set. Returns true as 1 was inserted successfully.
randomSet.insert(1);

// Returns false as 2 does not exist in the set.
randomSet.remove(2);

// Inserts 2 to the set, returns true. Set now contains [1,2].
randomSet.insert(2);

// getRandom should return either 1 or 2 randomly.
randomSet.getRandom();

// Removes 1 from the set, returns true. Set now contains [2].
randomSet.remove(1);

// 2 was already in the set, so return false.
randomSet.insert(2);

// Since 2 is the only number in the set, getRandom always return 2.
randomSet.getRandom();
思路：肯定是借助java已有的數據結構進行設計，常用的有ArrayList,HashMap,HashSet,能做到隨機取數的有前兩個，能實現判斷和刪除O（1）是否包含的是後兩個，
而且map想判斷的話，數據必須存key，這樣就不能取數了。用list取數的時候，必須要知道數據和下標的對應關系，所以可以map和list配合

 1 * 沒有一個現成的數據結構可以符合要求，但是可以組合使用它們實現，list存數據，map的key存數據，value存數據在list中的下標，
 2 * 這樣ArrayList可以實現存O(1),刪除借助map獲取下標，實現O（1），判斷重復用map的containsKey方法
 3 * 其實insert和remove，map都可以單獨實現O（1），不單獨用map就是因為無法實現getRandom，因為由於判斷重復需要containsKey方法，所以數據必須存key而不是value
 4 * 但是隨機取數時，map無法取出指定key，所以不能單獨用map，隨機取數只能用list，隨機指定下標而取出數值
 
 5 * getRandom要求知道數據結構的大小，並且存儲元素是相鄰的
 6 public static void main(String[] args) {
 7         Q380InsertDeleteGetRandomO1 q = new Q380InsertDeleteGetRandomO1();
 8         q.set.insert(0);
 9         q.set.insert(1);
10         q.set.remove(0);
11         System.out.println(q.set.list);
12         System.out.println(q.set.map);
 
13         System.out.println(q.set.getRandom());
14     }
15     class RandomizedSet {
16         HashMap<Integer,Integer> map;
17         ArrayList<Integer> list;
18         /** Initialize your data structure here. */
19         public RandomizedSet() {
20             map = new HashMap();
21             list = new ArrayList<>();
22         }
23 
24         /** Inserts a value to the set. Returns true if the set did not already contain the specified element. */
25         public boolean insert(int val) {
26             //判斷是否包含可以用map或者set，但是set不能存下標
27             if (!map.containsKey(val))
28             {
29                 //key存數據，value存它在list中的下標
30                 map.put(val,list.size());
31                 list.add(val);
32                 return true;
33             }
34             else
35                 return false;
36         }
37 
38         /** Removes a value from the set. Returns true if the set contained the specified element. */
39         public boolean remove(int val) {
40             if (map.containsKey(val))
41             {
42                 //刪除：要想map中的value不用全部變，只能刪除的時候list的下標不全部改變（list默認刪除後後邊的元素會向前挪），多以采取的方法：
43                 //先把list最後一個元素num覆蓋到指定位置（借助map獲取位置），再刪除最後一個元素，然後map修改num的value，再刪除val那條數據
44                 //最後一個元素
45                 int num = list.get(list.size()-1);
46                 //覆蓋（也可以兩個元素交換）
47                list.set(map.get(val),num);
48                //刪除最後一個元素
49                list.remove(list.size()-1);
50                //改變num的下標
51                map.put(num,map.get(val));
52                //刪除val這條數據
53                map.remove(val);
54                return true;
55             }
56             else
57                 return false;
58         }
59 
60         /** Get a random element from the set. */
61         public int getRandom() {
62             Random random = new Random();
63             //隨機獲取下標進行取數
64             return list.get(random.nextInt(list.size()));
65         }
66     }
67 
68 /**
69  * Your RandomizedSet object will be instantiated and called as such:
70  * RandomizedSet obj = new RandomizedSet();
71  * boolean param_1 = obj.insert(val);
72  * boolean param_2 = obj.remove(val);
73  * int param_3 = obj.getRandom();
74  */

map和set可不可以組合呢，想了想好像也可以，set只負責判斷包含，map的存，刪，隨機取，都可以O（1），有待驗證

[leetcode]380. Insert Delete GetRandom O(1)設計數據結構，實現存，刪，隨機取的時間復雜度為O(1)