java - TreeSet 内の要素のインデックスを見つける方法は?

Question

私は a を使用してTreeSet<Integer>いますが、セット内の数値のインデックスを簡単に見つけたいと思っています。二分木の O(log(n)) 複雑さを実際に利用するこれを行う良い方法はありますか?

(そうでない場合、どうすればいいですか?なぜそうしないのか知っている人はいますか?検索機能のようなものなしで、なぜそのようなクラスが Java に含まれているのか知りたいです。)

Answer 1

TreeSet とそのインターフェイスをしばらく調べてみたところ、要素のインデックスを取得するための最良の方法は次のとおりです。

set.headSet(element).size()

headSet(element)TreeSet引数より小さい要素のサブを返すため、このセットのサイズは問題の要素のインデックスになります。確かに奇妙な解決策。

Answer 2

@Yrlec が指摘するset.headSet(element).sizeように、セットには this 要素がありませんが、0 が返されます。したがって、次のことを確認する必要があります。

 return set.contains(element)? set.headSet(element).size(): -1;

問題を示すテストケースを次に示します。

public static void main(String args[]){
    TreeSet<Integer> set = new TreeSet<>();
    set.add(4);
    set.add(2);
    set.add(3);
    set.add(1);

    System.out.println(set.headSet(1).size());//0
    System.out.println(set.headSet(2).size());//1
    System.out.println(set.headSet(3).size());//2
    System.out.println(set.headSet(4).size());//3
    System.out.println(set.headSet(-1).size());//0!!Caution,returns 0 though it does not exist!

}

Answer 3

https://github.com/geniot/indexed-tree-map

私も同じ問題を抱えていました。そこで私は java.util.TreeMap のソースコードを取り、IndexedTreeMapを書きました。それは私自身のIndexedNavigableMapを実装しています:

public interface IndexedNavigableMap<K, V> extends NavigableMap<K, V> {
   K exactKey(int index);
   Entry<K, V> exactEntry(int index);
   int keyIndex(K k);
}

この実装は、赤黒ツリーが変更されたときにノードの重みを更新することに基づいています。重みは、特定のノードの下にある子ノードの数に 1 - 自分自身を加えたものです。たとえば、ツリーが左に回転した場合:

    private void rotateLeft(Entry<K, V> p) {
    if (p != null) {
        Entry<K, V> r = p.right;

        int delta = getWeight(r.left) - getWeight(p.right);
        p.right = r.left;
        p.updateWeight(delta);

        if (r.left != null) {
            r.left.parent = p;
        }

        r.parent = p.parent;


        if (p.parent == null) {
            root = r;
        } else if (p.parent.left == p) {
            delta = getWeight(r) - getWeight(p.parent.left);
            p.parent.left = r;
            p.parent.updateWeight(delta);
        } else {
            delta = getWeight(r) - getWeight(p.parent.right);
            p.parent.right = r;
            p.parent.updateWeight(delta);
        }

        delta = getWeight(p) - getWeight(r.left);
        r.left = p;
        r.updateWeight(delta);

        p.parent = r;
    }
  }

updateWeight は、重みをルートまで単純に更新します。

   void updateWeight(int delta) {
        weight += delta;
        Entry<K, V> p = parent;
        while (p != null) {
            p.weight += delta;
            p = p.parent;
        }
    }

インデックスで要素を見つける必要がある場合は、重みを使用する実装を次に示します。

public K exactKey(int index) {
    if (index < 0 || index > size() - 1) {
        throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();
    }
    return getExactKey(root, index);
}

private K getExactKey(Entry<K, V> e, int index) {
    if (e.left == null && index == 0) {
        return e.key;
    }
    if (e.left == null && e.right == null) {
        return e.key;
    }
    if (e.left != null && e.left.weight > index) {
        return getExactKey(e.left, index);
    }
    if (e.left != null && e.left.weight == index) {
        return e.key;
    }
    return getExactKey(e.right, index - (e.left == null ? 0 : e.left.weight) - 1);
}

キーのインデックスを見つけるのにも非常に便利です。

    public int keyIndex(K key) {
    if (key == null) {
        throw new NullPointerException();
    }
    Entry<K, V> e = getEntry(key);
    if (e == null) {
        throw new NullPointerException();
    }
    if (e == root) {
        return getWeight(e) - getWeight(e.right) - 1;//index to return
    }
    int index = 0;
    int cmp;
    if (e.left != null) {
        index += getWeight(e.left);
    }
    Entry<K, V> p = e.parent;
    // split comparator and comparable paths
    Comparator<? super K> cpr = comparator;
    if (cpr != null) {
        while (p != null) {
            cmp = cpr.compare(key, p.key);
            if (cmp > 0) {
                index += getWeight(p.left) + 1;
            }
            p = p.parent;
        }
    } else {
        Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key;
        while (p != null) {
            if (k.compareTo(p.key) > 0) {
                index += getWeight(p.left) + 1;
            }
            p = p.parent;
        }
    }
    return index;
}

この作業の結果は、https://github.com/geniot/indexed-tree-mapで確認できます。

Answer 4

JavaのTreeSetクラスには、セット内の数値のインデックスを見つける機能がありません。そのためには、独自の実装を提供する必要があります。これは、内部の赤黒木であり、インデックス操作をサポートするように拡張できます。「アルゴリズム入門」の「データ構造の拡張」の章の手順を見てOS-RANKください。まさにそれがあなたが求めているものです。

Answer 5

ここに私の機能を示します：

//ツリーセットに文字列位置を与える関数

private static void get_posistion(TreeSet abre, String codig) {
    Iterator iterator;
    iterator = abre.iterator();
    int cont = 0;
    String prova = "";

    while (iterator.hasNext()) {                      
        prova = iterator.next().toString();
        if (codig.equals(prova)) {
            System.out.println(cont);
        } else {
            cont++;
        }
    }
}