【教3妹学编程-算法题】Range 模块

3妹：哈哈哈哈哈哈哈哈
2哥 : 3妹看什么呢，笑的这么开森
3妹：2哥你快来看啊，成都欢乐谷的NPC模仿“唐僧”， 太搞笑了。
2哥 : 哦这个我也看到了，真的是唯妙唯肖，不能说像，只能说一模一样。
3妹：哈哈哈哈，西游记翻拍都可以找他助演了~
2哥：3妹今天刷题了嘛？说到模仿，我们今天来做一个模块的题吧~
3妹：咦，2哥你这个弯，拐的有点急啊。 不过是到了刷题时间了， 让我来看一下吧~

题目：

Range模块是跟踪数字范围的模块。设计一个数据结构来跟踪表示为 半开区间 的范围并查询它们。

半开区间 [left, right) 表示所有 left <= x < right 的实数 x 。

实现 RangeModule 类:

RangeModule() 初始化数据结构的对象。
void addRange(int left, int right) 添加 半开区间 [left, right)，跟踪该区间中的每个实数。添加与当前跟踪的数字部分重叠的区间时，应当添加在区间 [left, right) 中尚未跟踪的任何数字到该区间中。
boolean queryRange(int left, int right) 只有在当前正在跟踪区间 [left, right) 中的每一个实数时，才返回 true ，否则返回 false 。
void removeRange(int left, int right) 停止跟踪 半开区间 [left, right) 中当前正在跟踪的每个实数。

示例 1：

输入
[“RangeModule”, “addRange”, “removeRange”, “queryRange”, “queryRange”, “queryRange”]
[[], [10, 20], [14, 16], [10, 14], [13, 15], [16, 17]]
输出
[null, null, null, true, false, true]

解释
RangeModule rangeModule = new RangeModule();
rangeModule.addRange(10, 20);
rangeModule.removeRange(14, 16);
rangeModule.queryRange(10, 14); 返回 true （区间 [10, 14) 中的每个数都正在被跟踪）
rangeModule.queryRange(13, 15); 返回 false（未跟踪区间 [13, 15) 中像 14, 14.03, 14.17 这样的数字）
rangeModule.queryRange(16, 17); 返回 true （尽管执行了删除操作，区间 [16, 17) 中的数字 16 仍然会被跟踪）

提示：

1 <= left < right <= 10^9
在单个测试用例中，对 addRange 、 queryRange 和 removeRange 的调用总数不超过 10^4 次

思路：

列表＋二分查找
详见代码：

java代码：

class RangeModule {
    TreeMap intervals;

    public RangeModule() {
        intervals = new TreeMap();
    }

    public void addRange(int left, int right) {
        Map.Entry entry = intervals.higherEntry(left);
        if (entry != intervals.firstEntry()) {
            Map.Entry start = entry != null ? intervals.lowerEntry(entry.getKey()) : intervals.lastEntry();
            if (start != null && start.getValue() >= right) {
                return;
            }
            if (start != null && start.getValue() >= left) {
                left = start.getKey();
                intervals.remove(start.getKey());
            }
        }
        while (entry != null && entry.getKey() <= right) {
            right = Math.max(right, entry.getValue());
            intervals.remove(entry.getKey());
            entry = intervals.higherEntry(entry.getKey());
        }
        intervals.put(left, right);
    }

    public boolean queryRange(int left, int right) {
        Map.Entry entry = intervals.higherEntry(left);
        if (entry == intervals.firstEntry()) {
            return false;
        }
        entry = entry != null ? intervals.lowerEntry(entry.getKey()) : intervals.lastEntry();
        return entry != null && right <= entry.getValue();
    }

    public void removeRange(int left, int right) {
        Map.Entry entry = intervals.higherEntry(left);
        if (entry != intervals.firstEntry()) {
            Map.Entry start = entry != null ? intervals.lowerEntry(entry.getKey()) : intervals.lastEntry();
            if (start != null && start.getValue() >= right) {
                int ri = start.getValue();
                if (start.getKey() == left) {
                    intervals.remove(start.getKey());
                } else {
                    intervals.put(start.getKey(), left);
                }
                if (right != ri) {
                    intervals.put(right, ri);
                }
                return;
            } else if (start != null && start.getValue() > left) {
                if (start.getKey() == left) {
                    intervals.remove(start.getKey());
                } else {
                    intervals.put(start.getKey(), left);
                }
            }
        }
        while (entry != null && entry.getKey() < right) {
            if (entry.getValue() <= right) {
                intervals.remove(entry.getKey());
                entry = intervals.higherEntry(entry.getKey());
            } else {
                intervals.put(right, entry.getValue());
                intervals.remove(entry.getKey());
                break;
            }
        }
    }
}