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。

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

class RandomizedCollection {
    Map<Integer, Set<Integer>> idx;
    List<Integer> nums;

    /**
     * Initialize your data structure here.
     */
    public RandomizedCollection() {
        idx = new HashMap<Integer, Set<Integer>>();
        nums = new ArrayList<Integer>();
    }

    /**
     * Inserts a value to the collection. Returns true if the collection did not already contain the specified element.
     */
    public boolean insert(int val) {
        nums.add(val);
        Set<Integer> set = idx.getOrDefault(val, new HashSet<Integer>());
        set.add(nums.size() - 1);
        idx.put(val, set);
        return set.size() == 1;
    }

    /**
     * Removes a value from the collection. Returns true if the collection contained the specified element.
     */
    public boolean remove(int val) {
        if (!idx.containsKey(val)) {
            return false;
        }
        Iterator<Integer> it = idx.get(val).iterator();
        int i = it.next();
        if (idx.get(val).size() == 1) {
            idx.remove(val);
        } else {
            idx.get(val).remove(i);
        }
        if (i != nums.size() - 1) {
            int lastNum = nums.get(nums.size() - 1);
            idx.get(lastNum).remove(nums.size() - 1);
            idx.get(lastNum).add(i);
            nums.set(i, lastNum);
        }
        nums.remove(nums.size() - 1);
        return true;
    }

    /**
     * Get a random element from the collection.
     */
    public int getRandom() {
        return nums.get((int) (Math.random() * nums.size()));
    }
}