整数数组区间的插入与删除
相似题参考：
56. Merge Intervals - 力扣（LeetCode）合并区间
57. 插入区间 - 力扣（LeetCode）
1272. 删除区间
package Jerry;
import org.junit.Assert;
import org.junit.Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
// Task: Implement a class named 'RangeList'
// A pair of integers define a range, for example: [1, 5). This range includes integers: 1, 2, 3, and 4.
// A range list is an aggregate of these ranges: [1, 5), [10, 11), [100, 201)
public class RangeList {
// 结果
private List intervals = new ArrayList<>();
// toString 使用的静态常量
private static final String LEFT = "[";
private static final String RIGHT = ")";
private static final String FLAG = ", ";
private static final String BLANK = " ";
/**
* junit单元测试
*/
@Test
public void test() {
RangeList rl = new RangeList();
System.out.println(rl.toString()); // Should be ""
Assert.assertEquals(rl.toString(), "");
rl.add(1, 5);
//rl.add(new int[]{1, 5});
System.out.println(rl.toString()); // Should be: "[1, 5)"
Assert.assertEquals(rl.toString(), "[1, 5)");
rl.add(10, 20);
System.out.println(rl.toString()); // Should be: "[1, 5) [10, 20)"
Assert.assertEquals(rl.toString(), "[1, 5) [10, 20)");
rl.add(20, 20);
System.out.println(rl.toString()); // Should be: "[1, 5) [10, 20)"
Assert.assertEquals(rl.toString(), "[1, 5) [10, 20)");
rl.add(20, 21);
System.out.println(rl.toString()); // Should be: "[1, 5) [10, 21)"
Assert.assertEquals(rl.toString(), "[1, 5) [10, 21)");
rl.add(2, 4);
System.out.println(rl.toString()); // Should be: "[1, 5) [10, 21)"
Assert.assertEquals(rl.toString(), "[1, 5) [10, 21)");
rl.add(3, 8);
System.out.println(rl.toString()); // Should be: "[1, 8) [10, 21)"
Assert.assertEquals(rl.toString(), "[1, 8) [10, 21)");
rl.remove(10, 10);
System.out.println(rl.toString()); // Should be: "[1, 8) [10, 21)"
Assert.assertEquals(rl.toString(), "[1, 8) [10, 21)");
rl.remove(10, 11);
System.out.println(rl.toString()); // Should be: "[1, 8) [11, 21)"
Assert.assertEquals(rl.toString(), "[1, 8) [11, 21)");
rl.remove(15, 17);
System.out.println(rl.toString()); // Should be: "[1, 8) [11, 15) [17, 21)"
Assert.assertEquals(rl.toString(), "[1, 8) [11, 15) [17, 21)");
rl.remove(3, 19);
System.out.println(rl.toString()); // Should be: "[1, 3) [19, 21)"
Assert.assertEquals(rl.toString(), "[1, 3) [19, 21)");
// 新增移除区间不存在的情况
rl.remove(4, 18);
System.out.println(rl.toString()); // Should be: "[1, 3) [19, 21)"
Assert.assertEquals(rl.toString(), "[1, 3) [19, 21)");
// 新增添加区间覆盖所有分区的情况
rl.add(1, 21);
System.out.println(rl.toString()); // Should be: "[1, 21)"
Assert.assertEquals(rl.toString(), "[1, 21)");
// 新增移除区间覆盖所有分区的情况
rl.remove(1, 21);
System.out.println(rl.toString()); // Should be: ""
Assert.assertEquals(rl.toString(), "");
}
void add(int start, int end) {
add(new int[]{start, end});
}
/**
* 新增一个区间到区间列表中
*
* @param range - 整数数组
*/
void add(int[] range) {
// 参数检查
if (!checkParams(range)) {
return;
}
// 原来的区间为空
if (intervals.isEmpty()) {
intervals.add(range);
}
// 存储新增&合并后的结果
ArrayList res = new ArrayList<>();
// 记录res是否已经add输入的区间
boolean hadInsert = false;
for (int[] item : intervals) {
// 1 不相交，后续元素存在相交可能性
// 新增区间 = [10,12)
// 遍历节点item = [6,8)
if (item[1] < range[0]) {
res.add(item);
continue;
}
// 2 不相交，当前遍历节点start比输入的end大，在当前节点item前插入新节点，然后中止插入流程
// 新增区间 = [1,3)
// 遍历节点item = [6,8)
if (item[0] > range[1]) {
if (!hadInsert) {
res.add(range);
hadInsert = true;
}
res.add(item);
continue;
}
// 3 以下是相交的情况
// 3.1 新增区间完全包含覆盖遍历的节点item区间，丢弃或移除遍历节点
// 新增区间 = [5,10)
// 遍历节点item = [6,8)
if (item[0] > range[0] && item[1] < range[1]) {
continue;
}
// 3.2 新增区间前半部分与遍历的节点item相交，扩展新增区间start的范围至item[0]
// 新增区间(原来) = [5,10)
// 遍历节点item = [4, 6)
// 新增区间(更新后) = [4,10)
if (item[0] < range[0]) {
range[0] = item[0];
}
// 3.3 新增区间后半部分与遍历的节点item相交，扩充新增区间end的范围至item[1]
// 新增区间(原来) = [5,10)
// 遍历节点item = [8, 12)
// 新增区间(更新后) = [5,12)
if (item[1] > range[1]) {
range[1] = item[1];
}
}
// 4 边界处理，可能需要把新增区间插入到结果列表中
int[] last = res.size() == 0 ? range : res.get(res.size() - 1);
if (res.size() == 0 || last[1] < range[0]) {
res.add(range);
}
intervals = res;
}
void remove(int start, int end) {
remove(new int[]{start, end});
}
/**
* 从区间列表中移除一个区间
*
* @param range 移除区间
*/
void remove(int[] range) {
// 参数检查
if (!checkParams(range)) {
return;
}
// 原来的区间为空
if (intervals.isEmpty()) {
return;
}
// 存储新增&合并后的结果
ArrayList res = new ArrayList<>();
for (int[] item : intervals) {
// 1 不相交，直接加入到结果集中
// 移除区间range = [10,12)
// 遍历节点item = [6,8) 或 [14,15)
if (range[1] <= item[0] || range[0] >= item[1]) {
res.add(item);
continue;
}
// 2 以下是相交的情况
// 2.1 完全移除：移除区间range完全包含或覆盖遍历的节点item区间
// 移除区间range = [5,10)
// 遍历节点item = [6,8)
if (range[0] <= item[0] && range[1] >= item[1]) {
continue;
}
// 移除部分区间
if (range[0] <= item[1]) {
if (range[1] >= item[1]) {
// 2.2 移除后部分：移除区间range前部与遍历的节点item后部相交，缩短遍历节点item的end范围至range[0]
// 移除区间range = [5,10)
// 遍历节点item = [4,6)
// 遍历节点item(更新后) = [4,5)
item[1] = range[0];
res.add(item);
} else {
// 2.3 移除中间部分：原来区间拆分成[item[0], range[0])与[range[1], item[1]) 2部分
// 移除区间range = [5,10)
// 遍历节点item = [4,10)
// 遍历节点item(更新后) = [7,8)
// 遍历节点拆分成2部分 = [4,7) [8,10)
if (range[0] > item[0]) {
res.add(new int[]{item[0], range[0]});
}
res.add(new int[]{range[1], item[1]});
}
continue;
}
// 2.4 移除前部分：移除区间range后部分与遍历的节点item前部相交，缩短遍历节点start范围至range[1]
// 移除区间range = [5,10)
// 遍历节点item = [8,12)
// 遍历节点item(更新后)= [10,12)
if (range[1] > item[0]) {
item[0] = range[1];
res.add(item);
}
}
intervals = res;
}
/**
* 把区间列表转换成字符串
*
* @return string
*/
@Override
public String toString() {
StringBuilder builder = new StringBuilder();
if (intervals.isEmpty()) {
return builder.toString();
}
for (int i = 0; i < intervals.size(); i++) {
int[] item = intervals.get(i);
// 非第1个元素前面需要加1个空格
if (i >= 1) {
builder.append(BLANK);
}
builder.append(LEFT).append(item[0]).append(FLAG).append(item[1]).append(RIGHT);
}
return builder.toString();
}
/**
* 参数校验
*
* @param range 数组区间
* @return boolean true=校验通过，false=校验不通过
*/
private boolean checkParams(int[] range) {
// 参数及长度核验
if (range == null || range.length < 2) {
return false;
}
// 参数值核验
return range[0] <= range[1];
}
}