
【計】 array element successor function
在計算機科學中,數組元素後繼函數(Array Element Successor Function)是一個用于獲取有序數組中指定元素直接後繼(Immediate Successor)的操作。其核心含義和要點如下:
數組(Array)
存儲固定大小、相同類型元素的線性數據結構,元素通過索引(Index) 訪問。
後繼(Successor)
在有序序列中,元素 ( x ) 的後繼指緊鄰其後的下一個元素 ( y )(滿足 ( x < y ) 且不存在元素 ( z ) 使得 ( x < z < y ))。
後繼函數(Successor Function)
輸入一個元素或索引,返回其在數組中的直接後繼元素或其索引的函數。
適用場景
[2, 5, 8, 10]
中 5 的後繼是 8。典型實現(僞代碼)
def successor(arr, target):
left, right = 0, len(arr) - 1
result = None# 哨兵值,表示無後繼
while left <= right:
mid = (left + right) // 2
if arr[mid] > target:
result = arr[mid]# 記錄候選後繼
right = mid - 1 # 繼續向左搜索更小的候選
else:
left = mid + 1
return result# 返回最小的大于 target 的元素
邊界處理
None
)或特定錯誤碼。在數據庫索引中,後繼函數用于快速定位查詢範圍的起點(如 SQL 中的 WHERE id > 100
)。
平衡樹(如紅黑樹)的節點後繼查找依賴類似邏輯,時間複雜度為 ( O(log n) ) 。
Cormen 等人詳細讨論有序集合的後繼操作及其在數據結構中的應用(第 3 版,第 11 章)。
bisect
模塊
提供 bisect_right
函數實現高效後繼查找:
TreeSet.higher
方法
在有序集合中返回嚴格大于元素的最小值:
數組元素後繼函數是處理有序序列的核心工具,通過二分搜索高效定位直接後繼,廣泛應用于數據查詢與算法設計。其實現需嚴格處理邊界條件,确保結果符合數學後繼定義。
數組元素後繼函數是一個用于查找指定元素在數組中"下一個元素"的操作,通常應用于有序數組或特定數據結構的場景。其核心定義和實現邏輯如下:
一、基本概念 在有序數組(如升序排列)中,元素x的後繼是指滿足以下條件的最小元素:
二、典型實現方式
線性查找法(適合無序數組):
def find_successor(arr, target):
successor = None
for num in arr:
if num > target:
if successor is None or num < successor:
successor = num
return successor
二分查找法(適合有序數組): 時間複雜度為O(log n),利用數組有序特性進行快速定位。
三、數學表達 對于有序數組A = [a₀,a₁,...,aₙ₋₁],其後繼函數可表示為: $$ text{successor}(x) = begin{cases} min{ a_i in A mid a_i > x } & text{if } exists a_i > x text{null} & text{otherwise} end{cases} $$
四、應用場景
注意當數組存在重複元素時,不同實現可能有差異。部分實現會要求返回第一個大于目标值的元素,也有實現可能返回大于等于目标值的元素,具體需根據上下文需求确定。
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