普通伸展树(带注释版)

这个涵盖了一般的基本操作~欢迎指错喔！

[因为一直觉得有点不安全 害怕Orz]

#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
#define maxn 101000
int root;

struct trnode
{
    int d,n,c,f,son[2];//d为值，f为父亲的编号，c为控制的节点个数，n为同值的节点个数
}tr[maxn];int len;

void update(int x)//更新x所控制的节点数 
{
    int lc=tr[x].son[0],rc=tr[x].son[1];
    tr[x].c= tr[lc].c + tr[rc].c + tr[x].n;
}

void add(int d,int f)//添加值为d的点，认f为父亲，同时，f也认它为孩子
{
    len++;
    tr[len].d=d; tr[len].n=1;  tr[len].c=1;
    tr[len].son[0]=tr[len].son[1]=0;
    tr[len].f=f; if( d<tr[f].d) tr[f].son[0]=len; else tr[f].son[1]=len; 
}

void rotate(int x)//左旋(w=0)或者右旋(w=1)
{
    int y= tr[x].f,z=tr[y].f,w,r,R;//x在旋转之前，要确定x的父亲y和爷爷z
    if(tr[y].son[0]==x)w=1;else w=0;//下来建立关系 
    
    r=tr[x].son[w];      R=y;//x的儿子 ->准备当新儿子  (r表示儿子，R表示父亲)
    tr[R].son[1-w]=r ;
    if(r!=0) tr[r].f=R;
    
    r=x;                 R=z;//x ->准备当新儿子
    if( tr[R].son[0]==y ) tr[R].son[0]=r;else  tr[R].son[1]=r;
    tr[r].f=R;

    r=y;                 R=x; //x的父亲 ->准备当新儿子
    tr[R].son[w]=r;
    tr[r].f=R;
    
    update(y); // 先更新处于下层的点
    update(x); // 再更新上层的x
}

void splay(int x,int rt)// 该函数功能是为了让x成为rt的孩子（左或右都行）
{
    while(tr[x].f!=rt) // 如果rt是x的父亲，则什么都不用做，否则x就要不断向上旋转 
    {
    	int y=tr[x].f,z=tr[y].f; // 准备x的父亲和爷爷
        if( z==rt)  rotate(x);//如果 x的爷爷是rt，那么x只需要旋转一次（相当于跳一层）
        else//否则一次跳两层 
        {
        	if( (tr[z].son[0]==y ) == ( tr[y].son[0]==x)  ){ rotate(y); rotate(x);} 
		else                                           { rotate(x); rotate(x);}
        }
    }
    if(rt==0) root=x;
}
int findip(int d)   //找值为d的节点的地址，如果不存在d，有可能是接近d的（或大或小）
{
    int x=root;
    while(tr[x].d!=d)
    {
        if(d<tr[x].d)
        {
            if( tr[x].son[0]!=0 )x=tr[x].son[0];else break;
        }
        else // if( tr[x].d<d)
        {
            if( tr[x].son[1]!=0 )x=tr[x].son[1];else break;
        }
    }
    return x;
}

void ins(int d)//插入数值为d的一个节点
{
    if(root==0) { add(d,0); root=len; return ; }
    
    int x=findip(d);
    if( tr[x].d==d) tr[x].n++;
    else            add(d,x);//自洽：算法自身能包容它自己的“缺点” 
    update(x); 
    splay(x,0);
}

void del(int d)   // 删除数值为d的一个节点
{
    int x=findip(d);splay(x,0);  //找人，并且让y 当树根
    
    if( tr[x].n>1) { tr[x].n--;tr[x].c--;  return;}   // 多重身份，就不用删点

    if(tr[x].son[0]==0 && tr[x].son[1]==0){ root=0; len=0; }     // 四种情况
    else if(tr[x].son[0]==0 && tr[x].son[1]!=0) {root=tr[x].son[1]; tr[root].f=0;}
    else if(tr[x].son[0]!=0 && tr[x].son[1]==0) {root=tr[x].son[0]; tr[root].f=0;}
    else //if( tr[x].son[0]!= 0&& tr[x].son[1]!=0)
    {
        int p=tr[x].son[0];
	while( tr[p].son[1]!=0) p=tr[p].son[1];
		
	splay(p,x);
        root=p; tr[root].f=0;
		
        int r=tr[x].son[1],R=p;
        tr[R].son[1]=r ;
        tr[r].f= R;
    
        update(R);
    }
}
int findpaiming(int d)//找排名 
{
    int x=findip(d);splay(x,0);
    return tr[tr[x].son[0]].c+1;
}

int  findshuzi(int k)  // 找排名为k的值
{
    int x=root;
    while(1)
    {
        int lc=tr[x].son[0],rc=tr[x].son[1];
        if( k<=tr[lc].c ) x=lc; //去左孩子找
        else if( k>tr[lc].c+ tr[x].n ) { k-=tr[lc].c+ tr[x].n;  x=rc;} //去右孩子找
        else break;  //就是你
    }
    splay(x,0);
    return tr[x].d;
}
int findqianqu(int d) //找前驱
{
    int x= findip(d);splay(x,0);
    if( d<=tr[x].d && tr[x].son[0]!=0 )//如果是if( d<tr[x].d && tr[x].son[0]!=0 )则找到的是：小于等于d的前驱 
    {
        x=tr[x].son[0];
        while( tr[x].son[1]!=0) x= tr[x].son[1];
    }
    if( tr[x].d >=d) x=0;//如果是if( tr[x].d>d)则找到的是：小于等于d的前驱
    return x;
}

int findhouji(int d)  //找后继
{
    int x= findip(d);splay(x,0);
    if( tr[x].d<=d && tr[x].son[1]!=0 )
    {
        x=tr[x].son[1];
        while( tr[x].son[0]!=0) x= tr[x].son[0];
    }
    if( tr[x].d <=d) x=0;
    return x;
}

int main()
{
    //freopen("ptszs.in","r",stdin);
    //freopen("ptszs.out","w",stdout);
    int n;scanf("%d",&n);
    root=0;len=0;
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        int cz,x;scanf("%d%d",&cz,&x);
             if(cz==1) ins(x);
        else if(cz==2) del(x);
        else if(cz==3) printf("%d
",findpaiming(x) );
        else if(cz==4) printf("%d
",findshuzi(x) );
        else if(cz==5) printf("%d
",tr[findqianqu(x)].d);
        else if(cz==6) printf("%d
",tr[findhouji(x)].d);
    }
    return 0;
}