【Java】假设你正在读取一串整数,每隔一段时间,你希望找出数字X的秩(小于或等于x的值的数目)。

本文介绍了一种使用二叉查找树实现数字秩查询的方法。通过定义特殊的节点类,维护每个节点左侧子树的大小,可以高效地完成元素插入及获取小于等于某数值的元素个数的操作。

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假设你正在读取一串整数,每隔一段时间,你希望找出数字X的秩(小于或等于x的值的数目)。

请事先数据结构和算法支持这些操作。也就是说,实现track(int  x)方法,每读入一个数字都会调用该方法,以及getRankOfNumber(int x),返回元素值小于等于x的元素个数(不包括x本身)

用一个数组存放好所有已排序的元素,getRankOfNumber(int x)实现很简单,执行二分查找,返回索引即可

但当有新元素进来时,需要搬移其他元素腾出空间,插入就会很低效。

我们需要一种数据结构既能维持相对排列顺序还能方便更新元素,那么就是二叉查找树 。

找出某个元素的秩,可以中序遍历,并且在访问结点时用计数器记录好数目。

在查找x时,只要向左移动,计数器变量就不会变,因为右边的都比x大。

但是向右移动时,跳过了左边的一些元素,他们都比x小,这时计数器需要更新。

public class RankNode {
	public int left_size = 0;
	public RankNode left, right;
	public int data = 0;
	public RankNode(int d) {
		data = d;
	}
	
	public void insert(int d) {
		if ( d <= data) {
			if (left != null) left.insert(d);
			else left = new RankNode(d);
			left_size++;
		}
		else {
			if (right != null) right.insert(d);
			else right = new RankNode(d);
		}
	}
	public int getRank(int d) {
		if ( d == data ) {
			return left_size;
		}
		else if ( d < data ) {
			if ( left == null ) return -1;
			else return left.getRank(d);
			else {
				int right_rank = right == null ? -1 :right.getRank(d);
				if (right_rank == -1) return -1;
				else return left_size + 1 + right_rank;
			}
		}
	}
}

public class Question {
	private static RankNode root = null;
	public static void track(int number) {
		if (null == root) {
			root = new RankNode(number);
		}
		else {
			root.insert(number);
		}
	}
	
	public static int getRankOfNumber(int number) {
		return root.getRank(number);
	}
}


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