用于查找包含数字的非重叠范围的有效数据结构

Question

用于存储范围起点和终点的数据结构。

rangename      start     end

range1          10        11

range2          20        22

range3          0         5

现在，如果我必须找到可能存在数字“x”的范围。

在 c++ 中存储它的有效方法是什么？

我正在尝试使用地图。但是然后搜索以查找范围可能很昂贵（我不确定）。建议一个好的数据结构。

我应该能够找到该元素是否存在于某个范围内。范围不应混合和匹配，并且没有相邻或其他界限。

如果我需要查找元素 3，它存在于范围 3 中，但元素 12 根本不存在。仅仅循环不是一种有效的方式。

Answer 1

（自从提问者澄清他的范围不重叠后，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 ravenspoint 的回答中所建议的那样。

如果范围集随时间变化，您可能仍使用排序向量，或者您可能希望使用std::map。在这种情况下，您需要同时尝试两者，看看哪个更快。

Answer 2

vector< pair< int>> 存储已排序，以便您可以进行二进制搜索？

Answer 3

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;
}

将范围存储在排序向量中，按低。

使用二分查找最大的小于目标的最小值。

Answer 4

只需将所有值、开始和结束都转储到向量或数组中，然后对其进行排序。由于范围不重叠，一旦对数组进行排序，您将拥有开始、停止、开始、停止等。然后，您可以使用二进制搜索来查找向量的索引。那么它只是奇数还是偶数的问题

假设，您正在从流中获取范围

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 range\n";
    }
 }

二分查找定义为

 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);
 }

希望我没有搞砸二分搜索，但它的设计方式是，如果找不到该值，则返回下一个最大值的索引。

Answer 5

为什么不使用 B+ 树？ 使用 B+ 树，扇出会很小，搜索也会很快。