用于查找包含数字的非重叠范围的有效数据结构

Efficient data structure for finding non-overlapping range containing a number

本文关键字：范围 有效 数据结构 重叠 包含 数字 用于 查找      更新时间：2023-10-16

一个数据结构，用于存储范围的起始点和端点。

rangename      start     end
range1          10        11
range2          20        22
range3          0         5

现在，如果我必须找到一个数字'x'可能存在的范围。

在c++中如何有效地存储它?

我正在尝试使用地图。但是搜索范围可能会很昂贵(我不确定)。建议一个好的数据结构。

我应该能够找到元素是否存在于一个范围内。范围不应混合和匹配，也没有相邻或其他边界。

如果我需要查找元素3，它在范围3中，但是元素12根本不存在。只是循环遍历并不是有效的方法。

(由于提问者澄清了他的范围不重叠，我已经更改了这个答案)

如果范围集没有改变，您可以使用排序向量和二进制搜索，如ravenpoint的答案所建议的。

如果范围集随时间变化，您可能仍然使用排序向量，或者您可能希望使用std::map。您需要尝试两种方法，看看哪种方法在这种情况下更快。

vector< pair< int>>存储排序，所以你可以二进制搜索也许?

假设范围不重叠:

将每个范围存储在一个简单的结构

中
range {
  int low;
  int high;
  string name;
}

将范围存储在一个有序的向量中，按low。

只是转储所有的值，开始和结束到一个向量或数组，然后排序。由于范围不重叠，一旦数组被排序，你将有start,stop, start,stop等等。然后，您可以使用二分搜索来查找向量的索引。那么问题就变成是奇数还是偶数了

假设您从流

获得范围
vector<int> ranges;
int n;
while(in >> n){
    ranges.push_back(n);
}
sort(ranges.begin(),ranges.end())
int x;
cout <<"please enter a value to search for: ";
cin >> x;
int index = binary_search(x,ranges);
if(index % 2){
    cout << "The value " << x << "is in the range of "
         << ranges[index-1] << " to " <<       ranges[index] << endl;
}else{
    if(ranges[index] == x){
         cout << "The value " << x << "is in the range of "
              << ranges[index] << " to " <<       ranges[index+1] << endl;
    }
    else{
         cout << "Value " << x << " is not in any rangen";
    }
 }

，其中二分查找将定义为

 int binary_search(int x, vector<int>& vec, int s = 0; int f = -1){
     if(f == -1)f=vec.size();
     if(s >= f) return s;
     int n = (f-s)/2 + s;
     if(vec[n] == x)return n;
     if(vec[n] < x)return binary_search(x,vec,s,n-1);
     return binary_search(x,vec,n+1,f);
 }

希望我没有搞砸二进制搜索，但它的设计方式是，如果没有找到值，则返回下一个最大值的索引。

为什么不用B+树呢?使用B+树，扇形输出会很小，搜索也会很快。

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