对数组的查询

时间:2015-09-26 06:32:35

标签: arrays algorithm

给出一组N个正整数,A1,A2,...,An。你必须回答Q查询。每个查询由两个整数L和K组成。对于每个查询,当根据索引的递增顺序列出所有这些元素时,我必须告诉数组中大于或等于L的第K个元素。

实施例A = 22,44,12,16,14,88,25,49

查询1:L = 3 K = 4 因为所有元素都大于3.所以我们列出整个数组,即22,44,12,16,14,88,25,49。这些元素中的第4个元素是16

查询2:L = 19 K = 5 列出的要素22,44,88,25,49。其中第五个元素是49。

我做了什么:为每个查询迭代整个数组并检查大于或等于L的Kth元素。复杂性:O(Q * N)

我需要什么:O(Q * logN)复杂性。

约束:1< = Q< = 10 ^ 5 1< = N< = 10 ^ 5 1< = Ai< = 10 ^ 5

1 个答案:

答案 0 :(得分:2)

解决此任务的一种可能方法是使用不可变二进制(RB)树。

首先,您需要按升序对数组进行排序,并将元素的原始索引存储在元素旁边。

以反向(降序)顺序遍历数组,逐个向不可变二叉树添加元素。树中的键是元素的原始索引。树是不可变的,所以通过添加元素我的意思是构造具有添加元素的新树。将在每个步骤上创建的树保存在相应元素(最后添加到树中的元素)附近。

为每个元素构建这些树,您可以在O(log N)时间内进行查询。

<强>查询: 首先,对于大于L的元素,对排序数组中的L执行二进制搜索(O(log N))。您将找到大于L的元素的元素和相应的索引树。在此树中,您可以找到K - O(log N)时间内的最大索引。

整个算法将花费O(N log N + Q log N)时间。我不相信它可以做得更好(因为对原始数组进行排序似乎是不可避免的)。

这种方法的关键是使用不可变二叉树。此结构共享可变二叉树的属性,例如在O(log N)中插入和搜索,同时保持不可变。向此类树添加元素时,将保留树的先前版本,仅重新创建与树的先前“版本”不同的节点。通常它是O(log N)个节点。因此,从数组元素创建N树将需要O(N log N)时间和O(N log N)空间。

您可以使用immutable RB tree implementation in Scala作为参考。