LeetCode 381. O(1) 时间插入、删除和获取随机元素 - 允许重复（vector + 哈希）

// 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 {
    vector<int> arr;
    unordered_map<int, unordered_set<int>> m;//数字 - 对应的下标集合
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) {
        bool flag = true;
        if(m.find(val) != m.end())//存在元素了
            flag = false;
        arr.push_back(val);//加入元素
        m[val].insert(arr.size()-1);//记录位置
        return flag;
    }
    
    /** Removes a value from the collection. Returns true if the collection contained the specified element. */
    bool remove(int val) {
        if(m.find(val) == m.end())
            return false;
        int idx = *m[val].begin();//找到一个待删元素的位置
        m[val].erase(m[val].begin());//删除位置记录
        if(m[val].empty())
            m.erase(val);
        int last = arr.back();//数组最后的元素，跟idx位置的元素交换
        m[last].insert(idx);//跟下一句顺序不能变，如果是同一位置就会出错
        m[last].erase(arr.size()-1); 
        if(m[last].empty())
            m.erase(last);
        arr[idx] = last;//跟新idx位置的元素为 last
        arr.pop_back();//last实际为要删除的元素，pop删除
        return true;
    }
    
    /** Get a random element from the collection. */
    int getRandom() {
        int idx = random() % arr.size();
        return arr[idx];
    }
};