為了實現 interval-search-exclusive 操作,我們可以在間隔樹中新增乙個輔助函式,以遞迴方式搜尋與給定間隔匹配的節點。 下面是乙個可能的實現方式:
type intervaltreenode struct func (t *intervaltreenode) searchexactly(i interval) *intervaltreenode if t.ptr != nil &&t.ptr.interval == i if i.start <= t.interval.start }if i.end >= t.interval.end }return nil }
在此實現中,我們新增乙個 ptr 欄位來儲存指向與當前節點間隔完全匹配的子節點的指標。 在搜尋過程中,我們首先檢查當前節點是否匹配給定的時間間隔,如果不是,則返回 NIL。 如果當前節點部分匹配給定的時間間隔,我們將分別在左子樹和右子樹中遞迴搜尋完全匹配項,並更新 ptr 欄位以儲存找到的節點指標。 最後,返回找到的節點指標或 nil。
現在,我們可以使用以下命令呼叫 interval-search-exclusive 操作:
func interval-search-exactly(t *intervaltreenode, i interval) *intervaltreenode else }
請注意,此實現假定 tnil 是預定義的空指標或無效節點指標,指示未找到與給定間隔完全匹配的節點。 您可以根據具體需求定義 t.零。
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在 go 中,我們可以使用二進位搜尋來解決這個問題。 我們首先找到區間樹的根節點,然後將根節點的區間與給定的區間進行比較。 如果根節點的間隔等於給定的區間,則返回根節點。 很抱歉,我可能需要反應一會兒,給我一些時間,謝謝。
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下面是 Go to interval-search-exactly 在區間樹 t 和區間 i 上實現的演算法:
type intervaltreenode struct func intervalsearchexactly(t *intervaltreenode, i int) *intervaltreenode return nil if tmax != i 如果當前節點的高階不等於查詢區間的高階,則返回 t. 的 nilmax != i 如果當前節點的間隔正好等於當前節點的查詢間隔,則返回當前節點返回 t }
需要注意的是,以上**只是乙個例子,具體實現可能需要根據實際需要進行調整。
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為了支援新的操作 intervalsearch-exactly(t, i),我們需要擴充套件區間樹的結構和操作。 要在 Go 中執行此操作,我們需要遵循以下步驟:
1.定義間隔樹的資料結構,包括區間(低和高)和樹節點(可能包含指向子節點和區間資訊的指標)的定義。
2.對間隔樹進行插入、刪除和查詢操作,確保所有操作都在 o(lgn) 下執行。
3.實現 intervalsearch-exactly(t, i) 操作,該操作將搜尋具有精確邊界匹配的區間。
下面是乙個簡化的 Go 實現,它顯示了如何定義間隔樹的資料結構,以及如何實現 intervalsearch-exact 操作:
package mainimport ( "fmt"interval 定義間隔型別 interval struct intervaltreenode 是間隔樹型別的節點 intervaltreenode struct newIntervalTreeNode 建立乙個新的間隔樹 Nodefunc newIntervalTreeNode(interval interval) * IntervalTreeNode }IntervalTree 是間隔樹的封裝 IntervalTree 結構 insert 插入乙個新的間隔 func (T *intervaltree) insert(interval interval) searchexact 以搜尋具有精確邊界匹配的區間 func (T *intervaltree) ) searchexactly(i interval) *intervaltreenode searchexactly 遞迴地搜尋區間中的區間的精確匹配 treefunc searchexactly(node *intervaltreenode, i interval) *intervaltreenode if ilow == node.interval.low &&i.high == node.interval.如果 ilow < node.interval.low else if i.low > node.interval.如果 low 相同,則為 low,請進一步檢查 ihigh < node.interval.high else if i.high > node.interval.high 如果 high 也相同,則找到匹配的間隔 return node}func main() 插入到間隔樹中insert(interval) // tree.insert(interval) // tree.insert(interval) 搜尋 i := interval 節點 := 樹之間的精確匹配searchexactly(i) if node != nil else }
請注意,上一節省略了區間樹的插入方法實現,因為這通常涉及平衡二叉搜尋樹(例如 l 樹或紅黑樹)的複雜邏輯,以保持樹平衡並確保所有操作在 o(lgn) 上執行。 乙個完整的實現還需要考慮如何維護間隔樹的結構,以便在每次插入或刪除操作後平衡樹。 `
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在 Go 語言中,為了支援 intervalsearch-exclusive 操作,可以在已有的區間樹的基礎上進行如下修改: 假設我們已經有乙個實現基本區間搜尋函式的區間樹結構。 首先,我們需要展開區間樹節點,新增乙個標誌,指示節點所代表的區間是否與目標區間準確匹配。 接下來,提供了乙個遞迴的 exactMatchSearch 函式,該函式在 o(log n) 時間中查詢與給定區間完全相同的區間節點。
型別 interval 結構 型別 節點 struct intervalsearch-exactly 函式func intervalsearchexactly(root *node, i interval) *node if root.interval.low == i.low &&root.interval.high == i.high leftresult := intervalsearchexactly(root.left, i) if leftresult != nil rightresult := intervalsearchexactly(root.right, i) if rightresult != nil return nil 未找到精確匹配區間}初始化函式為零 建立和插入新區間時的 isexactmatch 標誌func insertinterval(root **node, interval interval) (可選) 刪除節點時,還需要重置其祖先節點的 isexactmatch 標誌func deletenode(root ** node, i interval) 重置祖先節點的 isexactmatch 標誌,func resetancestorexactmatch(root **node, deletedinterval interval) if deletedintervallow <= current.interval.low else }
注意:在上面的實現中,isexactmatch 標誌僅用於加速後續的精確匹配查詢,插入和刪除操作仍然需要保持原始的 O(log N) 時間複雜度。 在實踐中,您可能還需要根據區間樹實現的細節進行適當的調整。 同時,由於區間樹本身並不能保證唯一區間的存在,即使找到了完全匹配的區間,也不能排除樹中還有其他相同大小的區間。
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在 GO 中,區間樹通常由陣列表示,其中每個元素對應乙個節點。 我們可以使用兩種型別的查詢:
1.查詢與給定間隔 i 完全相同的節點。 這可以通過從根開始並以遞迴方式檢查子節點的間隔是否與 i 完全相同來完成。 如果相同,我們將遞迴檢查該子節點。 2.查詢包含給定間隔的節點。 這可以通過從根開始,遞迴檢查子節點的間隔是否包含給定的區間來完成。 如果是這樣,我們將遞迴檢查該子節點。 兩個查詢的時間複雜度均為 o(logn)。 因此,如果我們進行查詢,則總時間複雜度為 O(logn)。
下面是 Go 實現的示例**:
type intervaltree struct type intervaltreenode struct func (it *intervaltree) insert(interval interval) func (it *intervaltree) exactsearch(low, high int) *intervaltreenode func (it *intervaltree) exactsearch(node *intervaltreenode, low, high, result *int) if low <= node.low if node.high <= high }
在上面的**中,exactsearch函式可用於查詢與給定間隔i完全相同的節點。 插入功能用於插入新隔間。 請注意,這只是乙個簡化的示例,可能需要更複雜的邏輯來處理實際應用程式中的插入和查詢操作。
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對於給定的區間樹 t 和區間 i,我們可以通過修改區間樹的查詢過程來支援新的操作 interval-search-exactly(t, i)。 下面是使用 go 的實現示例:
型別 interval struct type node struct type intervaltree struct 建立乙個新的間隔 treefunc newintervaltree() intervaltree , max: -1} return &intervaltree} 在間隔樹中插入乙個間隔函式 (tree *intervaltree) insert(interval interval) current := tree.root var prev *node 查詢要插入當前 != tree.nil &¤t != nil else } 插入新節點 newnodeparent = prev if prev == tree.nil else if interval.low < prev.interval.low else 更新父節點 tree 的最大值updatemax(newnode)} 在間隔樹中搜尋與給定間隔完全匹配的節點 func (tree *intervaltree) intervalsearchexactly(interval interval) *node 遞迴地搜尋間隔樹中與給定間隔完全匹配的節點 func (tree *intervaltree) intervalsearchexactlyhelper(node *node, interval interval) *node if node.left != tree.nil &&node.left.max >= interval.low else } 更新節點及其祖先節點的最大值: func (tree *intervaltree) updatemax(node *node) node = nodeparent }}
您可以使用以下**來測試上述間隔樹的功能:
func main() t.insert(interval) t.insert(interval) t.insert(interval) i := interval result := t.intervalsearchexactly(i) if result != t.nil else }
上面演示了如何建立間隔樹並在其中插入多個區間。 然後,我們使用 IntervalSearchExactly 方法搜尋與給定間隔完全匹配的節點並列印結果。 請注意,以上**只是乙個示例,您可以根據自己的需求進行修改和擴充套件。
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在 go 中,您可以使用自定義資料結構來表示間隔樹並實現間隔搜尋精確操作。 下面是乙個示例:
package mainimport ( "fmt"型別 interval struct type node struct type intervaltree struct 建立乙個新的 nodefunc newnode(interval interval) *node }將節點插入到間隔樹中(基於紅黑樹)func (it *intervaltree) insert(node *node) else }node。p = y 設定父節點指標,如果 y == 它nil else if node.interval.low < y.interval.low ||node.interval.low == y.interval.low &&node.interval.high <= y.interval.high) else node.left = it.nil 將左右子節點設定為 sentinel 節點,nil 節點right = it.nil node.maxhigh = max(node.maxhigh, node.interval.high) it.InsertFixup(node) 調整紅黑樹平衡}調整紅黑樹平衡(插入時)func (it *intervaltree) insertfixup(z *node) else 情況 3:z 是父親的左子 zp.color = "black" z.p.p.color = "red" it.rightrotate(z.p.p) }else else z.p.color = "black" z.p.p.color = "red" it.leftrotate(z.p.p) }it.root.color = "black"根節點必須是黑色} 左手操作 func (it *intervaltree) leftrotate(x *node) yp = x.p if x == it.root else if x == x.p.left else y.left=x x.p=y 更新 maxhigh 值 xmaxhigh=max(x.interval.high,max(x.left.maxhigh,x.right.maxhigh)) y.maxhigh=max(y.interval.high,max(y. left .max high,y.r ight .最大高))}右手操作 func (it *intervaltree) rightrotate(y *node) xp = y.p if y == it.root else if y == y.p.left else x. right=y y .p=x 更新 maxhigh 值 ymaxhigh=max(y.interval.high,max(y.left.maxhigh,y.right.maxhigh)) x.maxhigh=max(x.interval.high,max(x.left.maxhigh,x.right.最大高))interval-search-exactly:在 t func 中找到完全相同的區間 (it *intervaltree) intervalsearchexactly(node *node, i interval) *node if ilow < node.interval.low ||i.low == node.interval.low &&i.high <= node.interval.high) return it.intervalsearchexactly(node.對,i)}輔助函式:返回兩個整數中的較大值 func max(a, b int) int return b} test**func main() root: nil, }intervals := interval, ,for ,interval := range intervals test interval-search-exactly operation exactinterval := interval foundnode := it.intervalsearchexactly(it.root, exactinterval) if foundnode == it.nil else }
上面演示了如何使用紅黑樹實現間隔樹,並為其新增乙個間隔搜尋獨佔操作,該操作返回與給定間隔完全相同的節點,單位為 o(log n) 時間。 o(log n) 的時間複雜度是通過插入和旋轉樹結構來維持的。
請注意,為了簡化示例,我省略了一些邊界情況的處理,例如節點顏色屬性、調整平衡的過程等。 您可以根據需要進行修改和擴充套件,以滿足更複雜的需求。
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在 go 中,為了支援 intervalsearch-exact 操作,我們需要修改區間樹的搜尋過程。 此操作的目標是找到與給定間隔 i 完全匹配的節點。 如果不存在這樣的節點,我們返回 tnil。下面是乙個可能的實現方式:
package mainimport ( "fmt"鍵入 IntervalNode struct var tnil *IntervalNode sentinel node,表示不存在的節點 func intervalsearch exactly(root *intervalnode, i int) *intervalnode 如果當前節點的間隔與給定的間隔 i 完全匹配,則返回當前節點,如果 rootintlow == i &&root.inthigh == i 如果當前節點的低端點大於 i,則匹配區間只能在左子樹中,如果 rootintlow > i 如果當前節點的高階小於 i,則匹配區間只能在右子樹中,如果 rootinthigh < i 如果當前節點的間隔包含 i,那麼我們需要繼續在左右子樹中搜尋 leftresult := intervalsearch exactly(root.left, i) rightresult := intervalsearch_exactly(root.對,i)如果在左右子樹中找不到匹配的間隔,則返回 tnil if leftresult == tnil &&&>rightresult == tnil 如果左子樹和右子樹中只有乙個結果,則返回該結果 if leftresult == tnil if rightresult == tnil 如果左子樹和右子樹都有結果,這是不可能的,因為間隔樹是二分的 在這裡我們可以新增邏輯來處理這種情況, 例如返回左邊子樹的結果或右邊子樹的結果,這裡我們假設左邊子樹的結果更好,並返回左邊子樹的結果返回leftresult}func main()來構建區間樹t。給定間隔 i i := 5 執行 intervalsearch-exact 操作結果 := intervalsearch exactly(troot, i) if result != tnil else }
在這個實現中,我們首先定義乙個間隔節點結構來表示間隔樹的節點,以及乙個全域性 tnil 哨兵節點。 intervalsearch exact 函式遞迴搜尋區間樹,查詢與給定區間 i 完全匹配的節點。 如果找到這樣的節點,它將返回它; 如果未找到,它將返回 tnil。
請注意,此實現假定間隔樹是平衡的,並且每個節點的低端點和高階點都是唯一的。 在實際的 go 中,您可能需要根據特定的間隔樹實現來調整這一點。
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為了支援新的操作 intervalsearch-exactly(t, i),我們需要修改區間樹的資料結構和相關操作。 下面是修改後的 Go 實現:
package mainimport "fmt"type interval struct type node struct func newnode(interval interval) *node }func insert(root *node, interval interval) *node if interval.start< root.interval.start else return root}func intervalsearchexactly(root *node, i interval) *node if i.start< current.interval.start else }return nil}func main() root.left = newnode(interval) root.right = newnode(interval) i := interval result := intervalsearchexactly(root, i) if result != nil else }
此 ** 實現乙個簡單的間隔樹,其中每個間隔都是乙個開放間隔。 我們新增了乙個新函式 IntervalSearchExactly,該函式在給定間隔樹中查詢與給定間隔 i 完全匹配的間隔,並返回指向該區間的指標。 如果未找到匹配的區間,則返回 nil。
請注意,此實現假定間隔樹中的間隔是唯一的。 如果間隔樹中可能存在重複的間隔,則需要根據您的具體需求進行相應的修改。
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