O(1) 时间插入、删除和获取随机元素

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();

class RandomizedSet:
    def __init__(self):
        """
        Initialize your data structure here.
        """
        self.dict = {}
        self.list = []
    def insert(self, val: int) -> bool:
        """
        Inserts a value to the set. Returns true if the set did not already contain the specified element.
        """
        if val in self.dict:
            return False
        self.dict[val] = len(self.list)
        self.list.append(val)
        return True
    def remove(self, val: int) -> bool:
        """
        Removes a value from the set. Returns true if the set contained the specified element.
        """
        if val in self.dict:
            last_element, idx = self.list[-1], self.dict[val]
            self.list[idx], self.dict[last_element] = last_element, idx
            self.list.pop()
            del self.dict[val]
            return True
        return False
    def getRandom(self) -> int:
        """
        Get a random element from the set.
        """
        return choice(self.list)