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将重叠区域划分为不相交的区域

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给定一组封闭区域 [a,b] ,其中 ab 是整数,我需要找到另一组覆盖相同数字但不相交的区域 .

我想可以通过多次遍历集合来天真地做,但我正在寻找一个好的算法建议 . 请帮忙 .

编辑:

澄清一下,由此产生的区域不能大于原始区域,我必须得出原始区域所包含的不相交区域 . 换句话说,我需要在它们重叠的边界上分割原始区域 .

例:

3,8
1,4
7,9
11,14

结果:

1,3
3,4
4,7
7,8
8,9
11,14

2 回答

  • 1

    (这是我今天早些时候发布的一个答案的修改,我在发现它有一个逻辑错误之后删除了 . 我后来意识到我可以修改Vincent van der Weele使用括号深度修复bug的优雅想法)

    在编辑:修改为能够接受长度为0的间隔

    如果不是't also appear as an endpoint of any interval of length > 0. For example, in [1,3], [2,2], [3,3], [4,4] the 0-length intervals [2,2] and [4,4] are essential but [3,3] isn' t,则调用长度为0的区间[a,a] . 不必要的0长度间隔是冗余的,因此不需要出现在最终输出中 . 当最初扫描间隔列表(加载基本数据结构)时,记录对应于0长度间隔的点,以及长度> 0的间隔的 endpoints . 当扫描完成时,每个点的两个实例对应于必要0将长度间隔添加到 endpoints 列表中,然后对其进行排序 . 得到的数据结构是多重集,其中唯一的重复对应于基本的0长度间隔 .

    对于区间中的每个 endpoints ,将 endpoints 的pdelta(括号增量)定义为该点显示为左 endpoints 的次数减去它显示为右 endpoints 的次数 . 将它们存储在由 endpoints 键入的字典中 .

    [a,b]其中a,b是 endpoints 列表的前两个元素是不相交间隔列表中的第一个间隔 . 将b的括号深度定义为pdelta [a]和pdelta [b]的总和 . 我们循环遍历其余 endpoints ,如下所示:

    在每次通过循环时,请查看b的括号深度 . 如果它不是0,则还需要一个间隔 . 设a = b并让新p成为列表中的下一个值 . 将括号深度调整为新b的pdelta,并将[a,b]添加到不相交的间隔列表中 . 否则(如果b的括号深度为0),让下一个[a,b]成为列表中的下两个点,并相应地调整括号深度 .

    这是一个Python实现:

    def disjointify(intervals):
        if len(intervals) == 0: return []
        pdelta = {}
        ends = set()
        disjoints = []
        onePoints = set() #onePoint intervals
        for (a,b) in intervals:
            if a == b:
                onePoints.add(a)
                if not a in pdelta: pdelta[a] = 0
            else:
                ends.add(a)
                ends.add(b)
                pdelta[a] = pdelta.setdefault(a,0) + 1
                pdelta[b] = pdelta.setdefault(b,0) - 1
        onePoints.difference_update(ends)
        ends = list(ends)
        for a in onePoints:
            ends.extend([a,a])
        ends.sort()
        a = ends[0]
        b = ends[1]
        pdepth = pdelta[a] + pdelta[b]
        i = 1
        disjoints.append((a,b))
        while i < len(ends) - 1:
            if pdepth != 0:
                a = b
                b = ends[i+1]
                pdepth += pdelta[b]
                i += 1
            else:
                a = ends[i+1]
                b = ends[i+2]
                pdepth += (pdelta[a] + pdelta[b])
                i += 2
            disjoints.append((a,b))
        return disjoints
    

    示例输出说明了各种边缘情况:

    >>> example = [(1,1), (1,4), (2,2), (4,4),(5,5), (6,8), (7,9), (10,10)]
    >>> disjointify(example)
    [(1, 2), (2, 2), (2, 4), (5, 5), (6, 7), (7, 8), (8, 9), (10, 10)]
    
    >>> disjointify([(1,1), (2,2)])
    [(1, 1), (2, 2)]
    

    (我使用Python元组来表示闭合的区间,即使它具有看起来像开放区间的标准数学符号的小缺点) .

    最后一句:将结果称为不相交区间的集合可能不准确,因为这些区间中的一些区间虽然有1点交叉点但非空

  • 1

    只需从左到右排序所有 endpoints (记住它们的类型:开始或结束) . 从左到右Swype . 保持计数器从0开始 . 每当你遇到一个开始:增加计数器 . 当你遇到一个结束时:减量(注意计数器总是至少为0) .

    跟踪最后两点 . 如果计数器大于零 - 并且最后两个点不同(防止空范围) - 添加最后两个点之间的间隔 .

    伪代码:

    points = all interval endpoints
    sort(points)
    
    previous = points[0]
    counter = 1
    for(int i = 1; i < #points; i++) {
        current = points[i]
        if (current was start point)
            counter++
        else
            counter--
    
        if (counter > 0 and previous != current)
            add (previous, current) to output
    
        previous = current
    }
    

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