treap——普通平衡树

普通平衡树

您需要写一种数据结构(可参考题目标题),来维护一些数,其中需要提供以下操作:

插入数值x。
删除数值x(若有多个相同的数,应只删除一个)。
查询数值x的排名(若有多个相同的数,应输出最小的排名)。
查询排名为x的数值。
求数值x的前驱(前驱定义为小于x的最大的数)。
求数值x的后继(后继定义为大于x的最小的数)。
注意: 数据保证查询的结果一定存在。

输入格式
第一行为n,表示操作的个数。

接下来n行每行有两个数opt和x,opt表示操作的序号(1<=opt<=6)。

输出格式
对于操作3,4,5,6每行输出一个数,表示对应答案。

数据范围
n≤100000,所有数均在−107到107内。

输入样例:
8
1 10
1 20
1 30
3 20
4 2
2 10
5 25
6 -1
输出样例:
2
20
20
20

太要命了这种数据结构。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=1e5+7,inf=0x3f3f3f3f;
int n,root,idx;
struct Node{
    int l,r;
    int key,val;//树的权值和堆的权值
    int cnt,size;
}tr[N];
int get_node(int key)
{
    tr[++idx].key=key;
    tr[idx].val=rand();
    tr[idx].cnt=tr[idx].size=1;
    return idx;

}
void pushup(int p)
{
    tr[p].size=tr[tr[p].l].size+tr[tr[p].r].size+tr[p].cnt;
}
void zig(int &p)
{
    int q = tr[p].l;
    tr[p].l = tr[q].r, tr[q].r = p, p = q;
    pushup(tr[p].r), pushup(p);
}
void zag(int &p)
{
    int q = tr[p].r;
    tr[p].r = tr[q].l, tr[q].l = p, p = q;
    pushup(tr[p].l), pushup(p);
}
void insert(int &p,int key)
{
    if(!p) p=get_node(key);
    else if(tr[p].key==key) tr[p].cnt++;
    else if(tr[p].key>key){
        insert(tr[p].l,key);
        if(tr[tr[p].l].val>tr[p].val) zig(p);
    }else {
        insert(tr[p].r,key);
        if(tr[tr[p].r].val>tr[p].val) zag(p);
    }
    pushup(p);
}
void remove(int &p,int key)
{
    if(!p) return ;
    if(tr[p].key==key){
        if(tr[p].cnt>1) tr[p].cnt--;
        else if(tr[p].l||tr[p].r){//如果不是叶子节点
            if(!tr[p].r||tr[tr[p].l].val>tr[tr[p].r].val){//并且可以右旋
                zig(p);
                remove(tr[p].r,key);
            }else {//否则就左旋
                zag(p);
                remove(tr[p].l,key);
            }
        }else p=0;//否则直接删除就可以了
    }
    else if(tr[p].key>key) remove(tr[p].l,key);
    else remove(tr[p].r,key);
    pushup(p);
}
int get_rank_by_key(int p,int key)
{
    if(!p) return 0;
    if(tr[p].key==key) return tr[tr[p].l].size+1;
    if(tr[p].key>key) return get_rank_by_key(tr[p].l,key);
    return tr[tr[p].l].size+tr[p].cnt+get_rank_by_key(tr[p].r,key);
}
int get_key_by_rank(int p,int rank)
{
    if(!p) return 0x3f3f3f3f;
    if(tr[tr[p].l].size>=rank) return get_key_by_rank(tr[p].l,rank);
    if(tr[tr[p].l].size+tr[p].cnt>=rank) return tr[p].key;
    return get_key_by_rank(tr[p].r,rank-tr[p].cnt-tr[tr[p].l].size);
}
int get_prev(int p,int key)
{
    if(!p) return -0x3f3f3f3f;
    if(tr[p].key>=key) return get_prev(tr[p].l,key);
    return max(tr[p].key,get_prev(tr[p].r,key));
}
int get_next(int p,int key)
{
    if(!p) return 0x3f3f3f3f;
    if(tr[p].key<=key) return get_next(tr[p].r,key);
    return min(tr[p].key,get_next(tr[p].l,key));
}
void build(){
    get_node(-0x3f3f3f3f),get_node(0x3f3f3f3f);//哨兵
    root=1,tr[1].r=2;
    pushup(root);
}
int main(){
    build();
    int n; cin>>n;
    while (n--) {
        int opt, x;
        cin >> opt >> x;
        if (opt == 1) insert(root, x);
        else if (opt == 2) remove(root, x);
        else if (opt == 3) cout << get_rank_by_key(root, x) - 1 << endl;
        else if (opt == 4) cout << get_key_by_rank(root, x + 1) << endl;
        else if (opt == 5) cout << get_prev(root, x) << endl;
        else cout << get_next(root, x) << endl;
    }
    return 0;
}
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