設計一個支援在平均 時間複雜度 O(1) 下，執行以下操作的資料結構。

1. insert(val)：當元素 val 不存在時，向集合中插入該項。
2. remove(val)：元素 val 存在時，從集合中移除該項。
3. getRandom：隨機返回現有集合中的一項。每個元素應該有相同的概率被返回。

示例 :

// 初始化一個空的集合。
RandomizedSet randomSet = new RandomizedSet();

// 向集合中插入 1 。返回 true 表示 1 被成功地插入。
randomSet.insert(1);

// 返回 false ，表示集合中不存在 2 。
randomSet.remove(2);

// 向集合中插入 2 。返回 true 。集合現在包含 [1,2] 。
randomSet.insert(2);

// getRandom 應隨機返回 1 或 2 。
randomSet.getRandom();

// 從集合中移除 1 ，返回 true 。集合現在包含 [2] 。
randomSet.remove(1);

// 2 已在集合中，所以返回 false 。
randomSet.insert(2);

// 由於 2 是集合中唯一的數字，getRandom 總是返回 2 。
randomSet.getRandom();

思路：這道題難點在於所有的操作都要求O(1)的時間，所以單純的unordered_set是無法完成的，看了discuss部分發現有個很巧的方法，需要兩個輔助結構hashmap和一個vector，其中hashmap的說明如下，hashmap<key=vector下標對應的數值，value=下標>，即我們可以通過m[數值]找到對應vector的元素所在的下標。接下來具體說一下各個方法的操作：

insert操作：我們首先看hashmap中是否存在對應的key，如果有直接返回false，如果沒有就在vector的back處新增val，並把key=val，value=(vector.size()-1)新增到hashmap中。

delete操作：同理先檢視hashmap中是否存在對應的key，如果沒有直接返回false，然後交換nums中的val值（待刪除元素）和nums的末尾值，怎麼刪除呢？其實就是類似A-B交換法，核心程式碼如下：

	bool remove(int val) {
		if (m.find(val) == m.end()) return false;
		int last = nums.back();
		m[last] = m[val];
		nums[m[val]] = last;
		nums.pop_back();
		m.erase(val);
		return true;
	}

基本思想是對於nums而言，先進行下標交換，在進行值交換，大家debug一下就明白了。

getRandon操作：其實就返回nums.size()裡的任意一個值即可。

參考程式碼：

class RandomizedSet {
public:
	/** Initialize your data structure here. */
	RandomizedSet() {

	}

	/** Inserts a value to the set. Returns true if the set did not already contain the specified element. */
	bool insert(int val) {
		if (m.find(val) != m.end()) return false;
		nums.push_back(val);
		m[val] = (nums.size() - 1);
		return true;
	}

	/** Removes a value from the set. Returns true if the set contained the specified element. */
	bool remove(int val) {
		if (m.find(val) == m.end()) return false;
		int last = nums.back();
		m[last] = m[val];
		nums[m[val]] = last;
		nums.pop_back();
		m.erase(val);
		return true;
	}

	/** Get a random element from the set. */
	int getRandom() {
		return nums[rand() % nums.size()];
	}
private:
	vector<int> nums;
	unordered_map<int, int> m;
};

/**
 * Your RandomizedSet object will be instantiated and called as such:
 * RandomizedSet obj = new RandomizedSet();
 * bool param_1 = obj.insert(val);
 * bool param_2 = obj.remove(val);
 * int param_3 = obj.getRandom();
 */