381.O(1)时间插入、删除和获取随机元素-允许重复

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();

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();
*/

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