將整數集轉換為范圍

Question

將一組整數轉換為一組范圍的最慣用的方法是什么？

例如，給定{0,1,2,3,4,7,8,9,11}我想得到{{0,4}，{7,9}，{11,11}}。

假設我們正在從std::set<int>轉換為std::vector<std::pair<int, int>> 。 我認為Ranges在雙方都是包容性的，因為在我的情況下它更方便，但如果有必要我也可以使用開放式范圍。

我寫了以下功能，但我覺得要重新發明輪子。 請告訴我們STL中有什么東西或者提升它。

typedef std::pair<int, int> Range;

void setToRanges(const std::set<int>& indices, std::vector<Range>& ranges)
{
    Range r = std::make_pair(-INT_MAX, -INT_MAX);

    BOOST_FOREACH(int i, indices)
    {
           if (i != r.second + 1)
           {
            if (r.second >= 0) ranges.push_back(r);
            r.first = i;                    
           }

           r.second = i;
    }

    ranges.push_back(r);
}

Answer 1

現在可以使用Boost.ICL中的interval_set（Boost> 1.46）

#include <set>
#include <iostream>
#include <algorithm>

#include <boost/icl/discrete_interval.hpp>
#include <boost/icl/closed_interval.hpp>
#include <boost/icl/interval_set.hpp>

typedef std::set<int> Set;
typedef boost::icl::interval_set<int> IntervalSet;

void setToInterval(const Set& indices, IntervalSet& intervals)
{
    Set::const_iterator pos;
    for(pos = indices.begin(); pos != indices.end(); ++pos)
    {
        intervals.insert(boost::icl::construct<boost::icl::discrete_interval<int> >(*pos, *pos, boost::icl::interval_bounds::closed()));
    }
}

int main()
{
    std::cout << ">>Interval Container Library Rocks! <<\n";
    std::cout << "----------------------------------------------------\n";

    Set indices = {0, 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9, 11};
    IntervalSet intervals;

    setToInterval(indices, intervals);

    std::cout << "  intervals joined:    " << intervals  << "\n";

    return 0;
}

輸出：

  intervals joined:    {[0,4][7,9][11,11]}

Answer 2

我不認為STL或Boost中有任何東西可以做到這一點。

你可以做的一件事是讓你的算法更通用：

template<class InputIterator, class OutputIterator>
void setToRanges(InputIterator first, InputIterator last, OutputIterator dest)
{
    typedef std::iterator_traits<InputIterator>::value_type item_type;
    typedef typename std::pair<item_type, item_type> pair_type;
    pair_type r(-std::numeric_limits<item_type>::max(), 
                -std::numeric_limits<item_type>::max());

    for(; first != last; ++first)
    {
        item_type i = *first;
        if (i != r.second + 1)
        {
            if (r.second >= 0) 
                *dest = r;
            r.first = i;                    
        }
        r.second = i;
    }
    *dest = r;
}

用法：

std::set<int> set;
// insert items

typedef std::pair<int, int> Range;
std::vector<Range> ranges;

setToRanges(set.begin(), set.end(), std::back_inserter(ranges));

您還應該考慮使用術語interval而不是range ，因為STL用語中的后者意味着“可以通過迭代器或指針訪問的任何對象序列”（ 源 ）。

最后，你應該看一下Boost Interval Arithmetic Library ，目前正在審查Boost包含。

Answer 3

我擔心沒有收縮包裹的解決方案，而是另一種算法。

將項目存儲在位向量中 - 如果您知道開始時的最大項目並預先分配向量，則為O（n）。

將該向量轉換為轉換點標志的向量 - 異或 - 具有自身的位移版本的位向量。 稍微偏僻於字邊界，但仍然是O（n）。 從邏輯上講，你在舊的max + 1處獲得一個新密鑰（在所有密鑰耗盡后轉換回零），因此在向量的預分配中允許這樣做是個好主意。

然后，迭代通過位向量查找設置位。 第一個設置位表示范圍的開始，第二個設置位表示下一個范圍的開始，依此類推。 以下bit-fiddling函數（假設32位int）可能有用......

int Low_Bit_No (unsigned int p)
{
  if (p == 0)  return -1;  //  No bits set

  int           l_Result = 31;
  unsigned int  l_Range  = 0xffffffff;
  unsigned int  l_Mask   = 0x0000ffff;

  if (p & l_Mask)  {  l_Result -= 16;  }  else  {  l_Mask ^= l_Range;  }
  l_Range &= l_Mask;
  l_Mask  &= 0x00ff00ff;
  if (p & l_Mask)  {  l_Result -=  8;  }  else  {  l_Mask ^= l_Range;  }
  l_Range &= l_Mask;
  l_Mask  &= 0x0f0f0f0f;
  if (p & l_Mask)  {  l_Result -=  4;  }  else  {  l_Mask ^= l_Range;  }
  l_Range &= l_Mask;
  l_Mask  &= 0x33333333;
  if (p & l_Mask)  {  l_Result -=  2;  }  else  {  l_Mask ^= l_Range;  }
  l_Mask  &= 0x55555555;
  if (p & l_Mask)  {  l_Result -=  1;  }

  return l_Result;
}

Answer 4

我將adjacent_find與謂詞一起使用，謂詞將“鄰接”定義為兩個不連續的元素。 此解決方案不依賴於INT_MAX。 還是覺得有點笨重。

bool notSequential(int a, int b) { return (a + 1) != b; }

void setToRanges(const std::set<int>& indices, std::vector<Range>& ranges)
{
  std::set<int>::iterator iter = indices.begin();
  std::set<int>::iterator end = indices.end();
  int first;
  while (iter != end)
  {
    first = *iter;
    iter = std::adjacent_find(iter, end, notSequential);
    if (iter != end)
    {
      ranges.push_back(std::make_pair(first, *iter));
      ++iter;
    }
  }
  ranges.push_back(std::make_pair(first, *--iter));
}

這對測試end超過必要的。 adjacent_find永遠不能返回列表的最后一個元素，因此遞增的迭代器永遠不會end ，因此仍然可以取消引用。 它可以改寫為：

void setToRanges(const std::set<int>& indices, std::vector<Range>& ranges)
{
  std::set<int>::iterator iter = indices.begin();
  std::set<int>::iterator end = indices.end();
  if (iter == end) return; // empty set has no ranges
  int first;
  while (true)
  {
    first = *iter;
    iter = std::adjacent_find(iter, end, notSequential);
    if (iter == end) break;
    ranges.push_back(std::make_pair(first, *iter++));
  }
  ranges.push_back(std::make_pair(first, *--iter));
}