C++STL手写版
手写STL，卡常专用。
node为变量类型，可以自由定义，以下不再赘述。
1、stack(栈)
开一个数组，和一个top指针，压栈时++，弹栈时--即可。
struct stack{ int tp;node st[N]; node top(){return st[tp];} void push(node x){st[++tp]=x;} void pop(){--tp;} bool empty(){return !tp;} void size(){return tp;} void clear(){tp=0;} }s;
2、queue(循环队列)
用两个指针，记录队头和队尾，达到两端时特判即可。
struct queue{ int l,r,cnt;node qu[N]; node front(){return qu[l];} void ne(int &x){++x;if(x==N) x=1;} void push(node x){ne(r);qu[r]=x;++cnt;} void pop(){ne(l);--cnt;} bool empty(){return !cnt;} void size(){return cnt;} void clear(){r=cnt=0,l=1;} }q;
3、deque(双端队列)
和队列类似。
struct deque{ int l,r,cnt;node qu[N]; void init(){r=cnt=0,l=1;} node front(){return qu[l];} node back(){return qu[r];} void ne(int &x){++x;if(x==N) x=1;} void la(int &x){--x;if(!x) x=N-1;} void push_front(node x){la(l);qu[l]=x;++cnt;} void push_back(node x){ne(r);qu[r]=x;++cnt;} void pop_front(){ne(l);--cnt;} void pop_back(){la(r);--cnt;} bool empty(){return !cnt;} void size(){return cnt;} void clear(){r=cnt=0,l=1;} }q;
4、priority_queue(优先队列)
具有强大的功能，可以删除任意一个元素。
使用时在node内部重载"<"号，删除元素传该元素的id。
%%%remarkable的手写堆是假的，通常情况下删除堆中元素时并不知道它在堆中的下标，而是知道id。
id值可以在node里维护，就对id开一个互逆数组，同时交换即可。
struct priority_queue{ int cnt,p[N];node heap[N]; void up(int x){ while(x>1&&heap[x>>1]<heap[x]){ swap(p[heap[x>>1].id],p[heap[x].id]); swap(heap[x>>1],heap[x]); x>>=1; } } void down(int x){ int y=x<<1; while(y<=cnt){ if(y<cnt&&heap[y]<heap[y|1]) y|=1; if(heap[x]<heap[y]){ swap(p[heap[x].id],p[heap[y].id]); swap(heap[x],heap[y]); x=y;y=x<<1; } else break; } } int size(){return cnt;} bool empty(){return !cnt;} void push(node x){heap[++cnt]=x;p[x.id]=cnt;up(cnt);} node top(){return heap[1];} void pop(){ swap(p[heap[1].id],p[heap[cnt].id]); swap(heap[1],heap[cnt]); p[heap[cnt].id]=0;cnt--; if(cnt) down(1); } void remove(int x){ x=p[x]; swap(p[heap[x].id],p[heap[cnt].id]); swap(heap[x],heap[cnt]); p[heap[cnt].id]=0;cnt--; if(x<=cnt){up(x);down(x);} } void clear(){cnt=0;} }q;
5、bitset(多位二进制数)
ct数组需预处理，表示每个数中1的个数。
struct bitset{ unsigned long long a[N]; const unsigned long long m=65535; void clear(){memset(a,0,sizeof(a));} void set(){for(int i=0;i<N;i++) a[i]=m+(m<<16)+(m<<32)+(m<<48);} void reset(){clean();} void flip(){for(int i=0;i<N;i++) a[i]^=(m+(m<<16)+(m<<32)+(m<<48));} void set(int x,int y){ if(y==1) a[x/64]|=(unsigned long long)1<<(x&63); else if((a[x/64]>>(x&63))&1) a[x/64]^=(unsigned long long)1<<(x&63); } void reset(int x){set(x,0);} void flip(int x){ a[x/64]^=(unsigned long long)1<<(x&63); } friend bitset operator | (const bitset &x,const bitset &y){ bitset ans;ans.clear(); for(int i=0;i<N;i++) ans.a[i]=x.a[i]^y.a[i]; return ans; } friend bitset operator & (const bitset &x,const bitset &y){ bitset ans;ans.clear(); for(int i=0;i<N;i++) ans.a[i]=x.a[i]^y.a[i]; return ans; } friend bitset operator ^ (const bitset &x,const bitset &y){ bitset ans;ans.clear(); for(int i=0;i<N;i++) ans.a[i]=x.a[i]^y.a[i]; return ans; } friend void operator |= (bitset &x,const bitset &y){ for(int i=0;i<N;i++) x.a[i]|=y.a[i]; return ; } friend void operator &= (bitset &x,const bitset &y){ for(int i=0;i<N;i++) x.a[i]&=y.a[i]; return ; } friend void operator ^= (bitset &x,const bitset &y){ for(int i=0;i<N;i++) x.a[i]^=y.a[i]; return ; } int count(){ int cnt=0; for(int i=0;i<N;i++) cnt+=ct[a[i]&m]+ct[(a[i]>>16)&m]+ct[(a[i]>>32)&m]+ct[(a[i]>>48)&m]; return cnt; } bool any(){return count();} bool none(){return !count();} }b;
6、set/map(红黑树)
1 #include<iostream> 2 #include<cstdio> 3 #define Red true 4 #define Black false 5 using namespace std; 6 const int N=400005; 7 int n; 8 struct node{ 9 int key,si,we,co; 10 node *f,*ch[2]; 11 void fill(int _key,int _co,int _we,node *now){//初始化节点信息 12 this->key=_key;this->co=_co; 13 this->si=this->we=_we; 14 this->f=this->ch[0]=this->ch[1]=now; 15 } 16 void pushup(){//上传更新 17 this->si=this->ch[0]->si+this->ch[1]->si+this->we; 18 } 19 void pushdown(){//也是上传更新 20 for(node *now=this;now->si;now=now->f) now->si--; 21 } 22 int getpos(int x){//判断向左或向右走 23 return (this->key==x)?-1:(x>this->key); 24 } 25 }I; 26 struct Red_Black_Tree{ 27 int cnt; 28 node *rt,*nul;//红黑树没有空指针，所有空指针指向nul 29 node pool[N],*tail,*re[N];//内存池 30 void init(){//初始化 31 cnt=0;tail=&pool[cnt];nul=tail++; 32 nul->fill(0,Black,0,NULL);rt=nul; 33 } 34 node *New(int key){//新建节点 35 node *now=nul; 36 if(!cnt) now=tail++; 37 else now=re[--cnt]; 38 now->fill(key,Red,1,nul);//新节点为红色 39 return now; 40 } 41 void rotate(node *now,int pos){//旋转操作 42 node *c=now->ch[pos^1]; 43 now->ch[pos^1]=c->ch[pos]; 44 if(c->ch[pos]->si) c->ch[pos]->f=now; 45 c->f=now->f; 46 if(!now->f->si) rt=c;//旋到根 47 else now->f->ch[now->f->ch[0]!=now]=c; 48 c->ch[pos]=now;now->f=c;c->si=now->si; 49 now->pushup(); 50 } 51 void insert_transfrom(node *now){//插入调整 52 for(;now->f->co;){//当父亲为红色，不合法，需要调整 53 node *fa=now->f,*gr=fa->f; 54 int pos=fa==gr->ch[0];node *un=gr->ch[pos]; 55 if(un->co){//叔叔是红色，父亲和叔叔同时染成黑色 56 fa->co=un->co=Black; 57 gr->co=Red;now=gr; 58 } 59 else if(now==fa->ch[pos]) rotate(now=fa,pos^1);//父亲不是根 60 else{ 61 gr->co=Red;fa->co=Black;rotate(gr,pos); 62 } 63 } 64 rt->co=Black;//根必须是黑色 65 } 66 void remove_transfrom(node *now){//删除调节 67 for(;now!=rt&&!now->co;){ 68 int pos=now==now->f->ch[0]; 69 node *fa=now->f,*br=fa->ch[pos]; 70 if(br->co){//调节颜色一致 71 br->co=Black;fa->co=Red; 72 rotate(now->f,pos^1); 73 br=fa->ch[pos]; 74 } 75 else if(!br->ch[0]->co&&!br->ch[1]->co){//兄弟的两个儿子都是黑色 76 br->co=Red;now=fa;//兄弟染成红色 77 } 78 else{ 79 if(!br->ch[pos]->co){//保持路径上黑色节点数相同 80 br->ch[pos^1]->co=Black;br->co=Red; 81 rotate(br,pos);br=fa->ch[pos]; 82 } 83 br->co=fa->co;br->ch[pos]->co=fa->co=Black; 84 rotate(fa,pos^1);break; 85 } 86 } 87 now->co=Black; 88 } 89 void insert(int key){//插入节点 90 node *now=rt,*fa=nul;int pos; 91 for(;now->si;now=now->ch[pos]){ 92 now->si++;fa=now; 93 pos=now->getpos(key); 94 if(pos==-1){//找到对应值 95 now->we++;return; 96 } 97 } 98 now=New(key);//找到位置，插入节点 99 if(fa->si) fa->ch[key>fa->key]=now; 100 else rt=now; 101 now->f=fa;insert_transfrom(now); 102 } 103 node *find(node *now,int key){//查找位置 104 for(;now->si&&now->key!=key;now=now->ch[now->key<key]); 105 return now; 106 } 107 void remove(int key){ 108 node *res=find(rt,key); 109 if(!res->si) return;//没有找到 110 if(res->we>1){//有多个，只删除一个 111 res->we--;res->pushdown();return; 112 } 113 node *fa=res,*now=nul; 114 if(res->ch[0]->si&&res->ch[1]->si){//有两个儿子，找节点替代自己 115 for(fa=res->ch[1];fa->ch[0]->si;fa=fa->ch[0]);//找后继 116 } 117 now=fa->ch[!fa->ch[0]->si];now->f=fa->f; 118 if(!fa->f->si) rt=now;//当前点是根 119 else fa->f->ch[fa->f->ch[1]==fa]=now; 120 if(res!=fa){ 121 res->key=fa->key;res->we=fa->we; 122 } 123 fa->f->pushdown(); 124 for(node *st=fa->f;fa->we>1&&st->si&&st!=res;st->si-=fa->we-1,st=st->f); 125 if(!fa->co) remove_transfrom(now); 126 re[cnt++]=fa;//回收内存 127 } 128 int rnk(int key){//查排名 129 int res,ans=0; 130 for(node *now=rt;now->si;){ 131 res=now->ch[0]->si; 132 if(now->key==key) break; 133 else if(now->key>key) now=now->ch[0]; 134 else{ 135 ans+=res+now->we;now=now->ch[1]; 136 } 137 } 138 return ans+res+1; 139 } 140 int kth(int k){//查数 141 int res;node *now=rt; 142 for(;now->si;){ 143 res=now->ch[0]->si; 144 if(k<=res) now=now->ch[0]; 145 else if(res+1<=k&&k<=res+now->we) break; 146 else{ 147 k-=res+now->we;now=now->ch[1]; 148 } 149 } 150 return now->key; 151 } 152 int pre(int key){//前驱 153 int res=0; 154 for(node *now=rt;now->si;){ 155 if(now->key<key){ 156 res=now->key;now=now->ch[1]; 157 } 158 else now=now->ch[0]; 159 } 160 return res; 161 } 162 int nxt(int key){//后继 163 int res=0; 164 for(node *now=rt;now->si;){ 165 if(now->key>key){ 166 res=now->key;now=now->ch[0]; 167 } 168 else now=now->ch[1]; 169 } 170 return res; 171 } 172 }rbt; 173 int main() 174 { 175 scanf("%d",&n);rbt.init();//初始化 176 for(int i=1;i<=n;i++){ 177 int op,x;scanf("%d%d",&op,&x); 178 if(op==1) rbt.insert(x); 179 else if(op==2) rbt.remove(x); 180 else if(op==3) printf("%d\n",rbt.rnk(x)); 181 else if(op==4) printf("%d\n",rbt.kth(x)); 182 else if(op==5) printf("%d\n",rbt.pre(x)); 183 else printf("%d\n",rbt.nxt(x)); 184 } 185 return 0; 186 }
