1. 问题描述：

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。
insert(val)：当元素 val 不存在时，向集合中插入该项。
remove(val)：元素 val 存在时，从集合中移除该项。
getRandom：随机返回现有集合中的一项。每个元素应该有相同的概率被返回

示例 :

// 初始化一个空的集合。
RandomizedSet randomSet = new RandomizedSet();
// 向集合中插入 1 。返回 true 表示 1 被成功地插入。
randomSet.insert(1);
// 返回 false ，表示集合中不存在 2 。
randomSet.remove(2);
// 向集合中插入 2 。返回 true 。集合现在包含 [1,2] 。
randomSet.insert(2);
// getRandom 应随机返回 1 或 2 。
randomSet.getRandom();
// 从集合中移除 1 ，返回 true 。集合现在包含 [2] 。
randomSet.remove(1);
// 2 已在集合中，所以返回 false 。
randomSet.insert(2);
// 由于 2 是集合中唯一的数字，getRandom 总是返回 2 。
randomSet.getRandom();
来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/insert-delete-getrandom-o1

2. 思路分析：

分析题目可以知道插入数据与删除数据可以直接使用哈希表来解决，但是哈希表不能够随机返回某个值，需要借助于数组才能够实现，因为使用的是python语言所以使用字典与列表来实现这些功能，字典存储的是插入数据的索引，列表存储的是插入的数据，删除数据的时候我们可以交换待删除的数字与列表最后一个数字，字典中对应数据的索引这，然后删除字典中的对应值和列表中的最后一个元素

3. 代码如下：

import random


class RandomizedSet:
    def __init__(self):
        hash = dict()
        nums = list()
        self.hash = hash
        self.nums = nums

    def insert(self, x: int) -> bool:
        hash = self.hash
        nums = self.nums
        if x not in hash:
            # 在列表中插入对应值
            nums.append(x)
            hash[x] = len(nums) - 1
            return True
        return False

    def remove(self, x: int) -> bool:
        nums = self.nums
        hash = self.hash
        if x in hash:
            # 注意先要保存一下哈希表中数据的下标
            px, py = hash[x], hash[nums[-1]]
            y = nums[-1]
            nums[px], nums[py] = nums[py], nums[px]
            hash[x], hash[y] = hash[y], hash[x]
            nums.pop()
            del hash[x]
            return True
        return False

    def getRandom(self) -> int:
        nums = self.nums
        hash = self.hash
        return nums[random.randint(0, len(nums) - 1)]