AOJ ITP2 7_D（Multi-Set）を解く

Aizu Online Judge（AOJ）が提供している「プログラミング応用」（ITP2）の7_D問題をC++で解いてみました。

ITP2では、「プログラミングのための基礎ライブラリを獲得します」とあります。トピック#7では、集合（set コンテナ）を学びます。

問題（7_D: Multi-Set）

問題はリンク先をご覧ください。

AOJ ITP2 7_D問題: Multi-Set

Multiset コンテナについて学びます。

Multiset コンテナについて

以下は、cpprefjp 様の記事を参考にさせていただきました。

概略

Multiset コンテナは、集合を表す連想コンテナを提供します。

• 連想コンテナであり、要素自信がキーとなる。
• 内部の要素は、小さいものから大きなものへとソートされる。
• Set コンテナと異なり要素（キー）の重複を許す。

主なメソッド

よく使われるメソッドを紹介します。

Multiset コンテナは、二分木を使って実装されるため、insert はコンテナのサイズの対数時間（log）で、erase は定数時間で処理できます。find もコンテナサイズの対数時間（log）で処理できます。ただし、count は、コンテナサイズの対数時間に加えて、その要素の個数にも依存します。

Set コンテナと同じく、二分探索で値を探索できる lower_bound（または upper_bound）も使うことができます。

C++ プログラム例（ITP2 7_D）

問題で与えられるクエリに従い、整数の集合 S に対して、以下の操作を行います。7_C と比較して異なるのは、コンテナの宣言だけです（8行目）。

• クエリ0　insert により、与えられた x をコンテナ S に挿入する。
• クエリ1　コンテナ S に含まれる x の数を出力する。
• クエリ2　コンテナ S から x を削除する。
• クエリ3　コンテナ S から L 以上、R 以下の要素を順番に出力する。

Multiset コンテナで提供されているメソッドを、クエリに従い呼び出します。

#include <iostream>
#include <set>

using namespace std;

int main()
{
	multiset<int> S;

	int q;
	cin >> q;

	for (int i = 0; i < q; ++i) {
		int command;
		cin >> command;
		if (command == 0) {
			int x;
			cin >> x;
			S.insert(x);
			cout << S.size() << endl;
		} else if (command == 1) {
			int x;
			cin >> x;
			cout << S.count(x) << endl;
		} else if (command == 2) {
			int x;
			cin >> x;
			S.erase(x);
		} else if (command == 3) {
			int L, R;
			cin >> L >> R;
			set<int>::iterator it = S.lower_bound(L);
			set<int>::iterator last = S.upper_bound(R);
			while (it != last) {
				cout << *it << endl;
				++it;
			}
		}
	}

	return 0;
}

7_C と比較してプログラムは1行しか異なりませんが、Multiset は重複を許すため、クエリの結果は異なります。

上記プログラムは、AOJ で「AC（Accepted＝正解）」と判定されました。

最後に

Multiset は、set コンテナほど使われませんが、重複を許したい場合に使われます。トピック#7を通じて、set コンテナについて理解が深まりました。

引き続き、ITP2 の問題を紹介していきます。