如何获得 std::set 的相对索引？

Question

我最近遇到了一个问题。我想获取std::set 元素的相对索引。例如，如果std::set 存储{1, 2, 4, 6, 9, 15}，我想找到元素{4} 并有效地获取它的相对索引{2}。当然，我可以写std::distance(myset.begin(), myiterator)，但是这个操作的复杂度是O(n*logn)。如果我可以访问std::set 的真正红黑树，我会运行rb_tree_node_pos（见下文），即O(logn)。这正是相对索引。有谁知道我怎样才能得到真正的树？ 下面是代码示例：

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std ;
int rb_tree_node_pos(rb_tree_node *node) {
  //function that finds relative index of tree node
  if (node->parent==NULL) return rb_tree_size(node->left) ;
  else return rb_tree_node_pos(node->parent)+rb_tree_size(node->left)+1 ;_
}
int main () {
  set<int> myset ;
  //... reading some data in myset
  int find_int ;
  cin >> find_int ;
  set<int>::iterator myit=myset.find(find_int) ;
  int find_index=distance(myset.begin(), myit) ; // O(n*log(n)), to slow!!!
  find_index=rb_tree_node_pos(myit->get_rb_tree()) ; // that's O(logn)
  cout << find_index << endl ;
  return 0 ;
}

一般来说，我希望数据结构能够维护以下操作：1. 插入元素，2. 删除元素，3. 打印出元素的相对索引。我认为有一种方法可以从 STL 中“挖掘”它。

Answer 1

感谢@Fanael，他找到了解决方案！我们可以使用 GNU Policy Based Data Structures (PBDS) 来实现这个数据结构。下面是代码示例：

#include <iostream>
#include <ext/pb_ds/assoc_container.hpp>
#include <ext/pb_ds/tree_policy.hpp>

using namespace std;
using namespace __gnu_pbds;

typedef
tree<
  int,
  null_type,
  less<int>,
  rb_tree_tag,
  tree_order_statistics_node_update>
ordered_set;

int main()
{
  ordered_set myset;
  //....reading some data to myset
  int find_int ;
  cin >> find_int ;
  find_index=myset.order_of_key(find_int) ;
  cout << find_index << endl ;
  return 0;
}

您可以通过here 和here 了解有关 GNU PBDS 的更多信息。感谢所有帮助过的人！

Answer 2

如果你使用std::set，你可以找到具有线性复杂度的元素的索引：

int Search (const std::set<int>& a, int value)
{
    int c=0;
    for(auto&& i: a)
    {
        if(i==value) return c;
        ++c;
    }
    return -1;
}

int main()
{
    std::set <int> a{1, 2, 4, 6, 9, 15};
    std::cout << Search(a,4) << std::endl;
}

但是如果使用排序数组和二分查找，复杂度会是O(log(n))。

int Binary_search (const std::vector<int>& a, int value)
{
    int l=0;
    int r=a.size()-1;
    while(l<=r)
    {
        int m=(l+r+1)/2;
        if(a[m]==value) return m;
        else if(a[m]>value) r=m-1;
        else l=m+1;
    }
    return -1;
}

int main()
{
    std::vector <int> a{1, 2, 4, 6, 9, 15};
    std::cout << Binary_search(a,4) << std::endl;
}