10.31 每日一题 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。

1. insert(val)：向集合中插入元素 val。
2. remove(val)：当 val存在时，从集合中移除一个val。
3. 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();

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代码实现

class RandomizedCollection:

    def __init__(self):
        """
        Initialize your data structure here.
        """
        self.sets = {}
        self.nums = 0

    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.sets:
            self.sets[val]+=1
        else:
            self.sets[val] = 1
        self.nums+=1
        return self.sets[val]==1

    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.sets:
            self.sets[val] -= 1
            self.nums-=1
            if self.sets[val]==0:
                del self.sets[val]
            return True
        return False

    def getRandom(self) -> int:
        """
        Get a random element from the collection.
        """
        randnum = random.randint(1, self.nums)
        idx = 0
        for k,v in self.sets.items():
            if idx+v>=randnum:
                return k
            else:
                idx+=v

# 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()

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/insert-delete-getrandom-o1-duplicates-allowed
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