Question

我想知道是否有人能想出一种以更有效的内存方式实现数字数组的方法，这种方式会将自身自动组织到范围内。实施例;

List testList = new List{1,2,3,4,5,6,7...};

VS

List<Range> testList = new List<Range>{1-3000,3002,4000-5000...};

之前，我已经提出一个问题，只是为了确认这实际上是否会成为更有效的内存替代方案。然而，这个问题与实际应用有关，如何实现这个范围列表解决方案。

Index Array Storage Memory

我想这可能需要是一个自定义列表解决方案，它将是一个整数和范围的混合。我想象能够。（添加（[int]）到列表，此时它将确定该值是否会导致添加范围或者只是将int值添加到列表中。

示例

RangeList rangeList = new RangeList{1, 4, 7-9};
rangeList.Add(2);
//rangeList -> 1-2, 4, 7-9
rangeList.Add(3);
//rangeList -> 1-3, 4, 7-9

特定于我的实施的详细信息

在我的特定情况下，我会逐行分析一个非常大的文档。需要识别满足特定标准的行，然后需要向用户呈现整个行索引列表。

显然＆＃34;第33-32019行确定＆＃34;优于＆＃34;第33,34,35行...等等＃34;。对于这种情况，数字将始终为正数。

Answer 1

我要做的第一件事是创建一个代表你的范围的类。您可以提供一些方便，例如格式化为字符串，以及从int进行隐式转换（这有助于稍后实现范围列表）

public class Range
{
    public int Start{get; private set;}
    public int End{get; private set;}

    public Range(int startEnd) : this(startEnd,startEnd)
    {           
    }

     public Range(int start, int end)
     {
        this.Start = start;
        this.End = end;
     }

    public static implicit operator Range(int i)
    {
        return new Range(i);
    }

    public override string ToString()
    {
        if(Start == End)
            return Start.ToString();
        return String.Format("{0}-{1}",Start,End);
    }
}

然后，您可以开始RangeList的简单实现。通过提供Add方法，您可以使用类似于List<T>的列表初始值设定项：

public class RangeList : IEnumerable<Range>
{
    private List<Range> ranges = new List<Range>();

    public void Add(Range range)
    {
        this.ranges.Add(range);
    }

    public IEnumerator<Range> GetEnumerator()
    {
        return this.ranges.GetEnumerator();
    }

    IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator(){
        return this.GetEnumerator();
    }
}

此时您可以编写一些测试代码：

var rangeList = new RangeList(){
    new Range(1,10),
    15
};

foreach(var range in rangeList)
    Console.WriteLine(range);

// Outputs:
//  1-10
//  15

此时的实例：http://rextester.com/NCZSA71850

接下来要做的是提供Add的重载，它接受一个int并找到正确的范围或添加一个新的。一个天真的实现可能如下所示（假设在范围上添加Update方法）

public void Add(int i)
{
    // is it within or contiguous to an existing range
    foreach(var range in ranges)
    {
        if(i>=range.Start && i<=range.End)
            return; // already in a range
        if(i == range.Start-1)
        {
            range.Update(i,range.End);
            return;
        }
        if(i == range.End + 1)
        {
            range.Update(range.Start,i);
            return;
        }
    }
    // not in any ranges
    ranges.Add(i);
}

此时的实例：http://rextester.com/CHX64125

然而，这有一些不足

不合并范围（比如你已经有1-10和12-20以及你Add(11)）
如果你有1-5和20-25并且Add(7)不会重新订购，那么这将不在中间。

您可以通过在每次添加后应用排序来解决这两个问题，并使用一些逻辑来确定是否应合并范围

private void SortAndMerge()
{
    ranges.Sort((a,b) => a.Start - b.Start);
    var i = ranges.Count-1;
    do
    {
        var start = ranges[i].Start;
        var end = ranges[i-1].End;
        if(end == start-1)
        {
            // merge and remove
            ranges[i-1].Update(ranges[i-1].Start,ranges[i].End);
            ranges.RemoveAt(i);
        }
    } while(i-- >1);
}

每次更改列表后都需要调用它。

public void Add(Range range)
{
    this.ranges.Add(range);
    SortAndMerge();
}

public void Add(int value)
{
    // is it within or contiguous to an existing range
    foreach(var range in ranges)
    {
        if(value>=range.Start && value<=range.End)
            return; // already in a range
        if(value == range.Start-1)
        {
            range.Update(value,range.End);
            SortAndMerge();
            return;
        }
        if(value == range.End + 1)
        {
            range.Update(range.Start,value);
            SortAndMerge();
            return;
        }
    }
    // not in any ranges
    ranges.Add(value);
    SortAndMerge();
}

此处的实例：http://rextester.com/SYLARF47057

还有一些可能的边缘情况，我敦促你完成。

<强>更新

以下内容将按预期运行。这将合并任何添加的范围/整数，并按正常方式返回它们。我只更改了Add（Range）方法，我认为这是一种相当简洁的方法。

public void Add(Range rangeToAdd)
{
    var mergableRange = new List<Range>();
    foreach (var range in ranges)
    {
        if (rangeToAdd.Start == range.Start && rangeToAdd.End == range.End)
            return; // already exists

        if (mergableRange.Any())
        {
            if (rangeToAdd.End >= range.Start - 1)
            {
                mergableRange.Add(range);
                continue;
            }
        }
        else
        {
            if (rangeToAdd.Start >= range.Start - 1
                && rangeToAdd.Start <= range.End + 1)
            {
                mergableRange.Add(range);
                continue;
            }

            if (range.Start >= rangeToAdd.Start
                && range.End <= rangeToAdd.End)
            {
                mergableRange.Add(range);
                continue;
            }
        }
    }

    if (!mergableRange.Any()) //Standalone range
    {
        ranges.Add(rangeToAdd);
    }
    else //merge overlapping ranges
    {
        mergableRange.Add(rangeToAdd);
        var min = mergableRange.Min(x => x.Start);
        var max = mergableRange.Max(x => x.End);
        foreach (var range in mergableRange) ranges.Remove(range);
        ranges.Add(new Range(min, max));
    }

    SortAndMerge();
}

最后，我们需要if (ranges.Count > 1)方法中的SortAndMerge()来防止在添加第一个范围时出现索引错误。

有了这个，我认为这完全满足了我的问题。

实现自定义Int +范围列表解决方案

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