整数数组区间的插入与删除

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相似题参考:

56. Merge Intervals - 力扣(LeetCode)合并区间

57. 插入区间 - 力扣(LeetCode)

1272. 删除区间文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-663437.html

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<int[]> 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<int[]> 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<int[]> 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];
    }
}

        

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