ในปัญหานี้ เราได้รับอาร์เรย์ arr[] ขนาด n และมี query แต่ละ query มี 2 ค่า (L, R) ภารกิจคือการสร้างโปรแกรมเพื่อแก้ปัญหาการสืบค้นจำนวนองค์ประกอบที่แตกต่างกันใน subarray
คำอธิบายปัญหา
เราต้องหาจำนวนจำนวนเต็มที่แตกต่างกันทั้งหมดที่อยู่ใน subarray จากดัชนี (L-1) ถึง (R-1)
ตัวอย่างเพื่อเข้าใจปัญหา
อินพุต
arr[] = {4, 6, 1, 3, 1, 6, 5}
query = [1, 4]
เอาต์พุต
4
คำอธิบาย
สำหรับ query 1: L = 1 และ R = 4 เราต้องหาจำนวนองค์ประกอบที่แตกต่างกันจากดัชนี 0 ถึง 3 ซึ่งได้ 4 ค่า
สำหรับ query 2: L = 2 และ R = 6 เราต้องหาจำนวนองค์ประกอบที่แตกต่างกันจากดัชนี 1 ถึง 5 ซึ่งได้ 3 ค่า
แนวทางแก้ปัญหา
วิธีง่ายคือการวนลูปผ่านอาร์เรย์จาก L ถึง R และเก็บค่าใน Set ซึ่งขนาดของ Set จะให้ผลลัพธ์ของ query วิธีนี้ได้กล่าวถึงในชุดก่อนหน้าแล้ว
วิธีที่มีประสิทธิภาพมากกว่าคือการใช้โครงสร้างข้อมูล Segment Tree ซึ่งจะเก็บจำนวนองค์ประกอบที่แตกต่างกันสำหรับช่วงที่กำหนด
Segment Tree เป็นต้นไม้พิเศษที่เก็บข้อมูลในรูปแบบของ segments ใบไม้ (leaf nodes) แทนองค์ประกอบของอาร์เรย์ และโหนดที่ไม่ใช่ใบไม้แทน segments พร้อมค่าที่ต้องการ ที่นี่จะเก็บจำนวนองค์ประกอบที่แตกต่างกัน สำหรับการนำไปใช้ เราจะใช้ Set
ตัวอย่างโปรแกรม
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
set<int>* segmentTree;
void CreateSegmentTree(int i, int s, int e, int arr[]) {
if (s == e) {
segmentTree[i].insert(arr[s]);
return;
}
CreateSegmentTree(2 * i, s, (s + e) / 2, arr);
CreateSegmentTree(1 + 2 * i, 1 + (s + e) / 2, e, arr);
segmentTree[i].insert(segmentTree[2 * i].begin(), segmentTree[2 * i].end());
segmentTree[i].insert(segmentTree[2 * i + 1].begin(), segmentTree[2 * i + 1].end());
}
set<int> findDistSubarray(int node, int l, int r, int a, int b) {
set<int> left, right, distinctSubarray;
if (b < l || a > r)
return distinctSubarray;
if (a <= l && r <= b)
return segmentTree[node];
left = findDistSubarray(2 * node, l, (l + r) / 2, a, b);
distinctSubarray.insert(left.begin(), left.end());
right = findDistSubarray(1 + 2 * node, 1 + (l + r) / 2, r, a, b);
return distinctSubarray;
}
int main() {
int arr[] = {4, 6, 1, 3, 1, 6, 5};
int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
int query[] = {1, 4};
int i = (int)ceil(log2(n));
i = (2 * (pow(2, i))) - 1;
segmentTree = new set<int>[i];
CreateSegmentTree(1, 0, n - 1, arr);
set<int> distCount = findDistSubarray(1, 0, n - 1, (query[0]-1), (query[1]-1));
cout << "The number of distinct elements in the subarray is " << distCount.size();
return 0;
}
เอาต์พุต
The number of distinct elements in the subarray is 4