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381.O(1)時間插入、刪除和獲取隨機元素-允許重複

設計一個支援在平均 時間複雜度 O(1) , 執行以下操作的資料結構。

注意: 允許出現重複元素。

  1. insert(val):向集合中插入元素 val。
  2. remove(val):當 val 存在時,從集合中移除一個 val。
  3. getRandom:從現有集合中隨機獲取一個元素。每個元素被返回的概率應該與其在集合中的數量呈線性相關。

示例:

// 初始化一個空的集合。
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);

// 向集合中插入另一個 1 。返回 false 表示集合包含 1 。集合現在包含 [1,1] 。
collection.insert(1);

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

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

// 從集合中刪除 1 ,返回 true 。集合現在包含 [1,2] 。
collection.remove(1);

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

class RandomizedCollection { public:     /** Initialize your data structure here. */     RandomizedCollection() {              }          /** Inserts a value to the collection. Returns true if the collection did not already contain the specified element. */     bool insert(int val) {         m[val].insert(nums.size());         nums.push_back(val);         return m[val].size() == 1;     }          /** Removes a value from the collection. Returns true if the collection contained the specified element. */     bool remove(int val) {         if (m[val].empty()) return false;         int idx = *m[val].begin();         m[val].erase(idx);         if (nums.size() - 1 != idx) {             int t = nums.back();             nums[idx] = t;             m[t].erase(nums.size() - 1);             m[t].insert(idx);         }          nums.pop_back();         return true;     }          /** Get a random element from the collection. */     int getRandom() {         return nums[rand() % nums.size()];     } private:     vector<int> nums;     unordered_map<int, unordered_set<int>> m; };

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