Design a data structure that supports all following operations in average O(1) time.
<code>insert(val)</code>: Inserts an item val to the set if not already present.
<code>remove(val)</code>: Removes an item val from the set if present.
<code>getRandom</code>: Returns a random element from current set of elements. Each element must have the same probability of being returned.
Example:
這道題讓我們在常數時間範圍内實作插入删除和獲得随機數操作，如果這道題沒有常數時間的限制，那麼将會是一道非常簡單的題，我們直接用一個set就可以搞定所有的操作。但是由于時間的限制，我們無法在常數時間内實作擷取随機數，是以隻能另辟蹊徑。此題的正确解法是利用到了一個一維數組和一個哈希表，其中數組用來儲存數字，哈希表用來建立每個數字和其在數組中的位置之間的映射，對于插入操作，我們先看這個數字是否已經在哈希表中存在，如果存在的話直接傳回false，不存在的話，我們将其插入到數組的末尾，然後建立數字和其位置的映射。删除操作是比較tricky的，我們還是要先判斷其是否在哈希表裡，如果沒有，直接傳回false。由于哈希表的删除是常數時間的，而數組并不是，為了使數組删除也能常數級，我們實際上将要删除的數字和數組的最後一個數字調換個位置，然後修改對應的哈希表中的值，這樣我們隻需要删除數組的最後一個元素即可，保證了常數時間内的删除。而傳回随機數對于數組來說就很簡單了，我們隻要随機生成一個位置，傳回該位置上的數字即可，參見代碼如下：