Работа с интервалами: Interval<T>

В ряде алгоритмов имеется необходимость реализации работы с различными интервалами (числовыми, строковыми, пользовательскими, любыми IComparable<T>). Для этих целей должен прекрасно подойти следующий универсальный шаблонный класс:

C#:Select code
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
namespace UsingsRU.Patterns
{
    /// <summary>
    /// Обобщенный класс для работы с интервалами.
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T">Тип элемента интервала.</typeparam>
    public class Interval<T> : IEquatable<Interval<T>> where T : IComparable<T>
    {

        #region Конструктор

        /// <summary>
        /// Создать новый интервал.
        /// </summary>
        /// <param name="min">Нижний предел интервала.</param>
        /// <param name="max">Верхний предел интервала.</param>
        public Interval(T min, T max)
        {
            Debug.Assert(max.CompareTo(min) >= 0);
            this.min = min;
            this.max = max;
        }

        #endregion

        #region Общедоступные свойства

        /// <summary>
        /// Нижний предел интервала.
        /// </summary>
        public T Min
        {
            get
            {
                return min;
            }
        }

        /// <summary>
        /// Верхний предел интервала.
        /// </summary>
        public T Max
        {
            get
            {
                return max;
            }
        }

        #endregion

        #region Общедоступные методы

        /// <summary>
        /// Проверяет, принадлежит ли значение интервалу.
        /// </summary>
        /// <param name="value">Значение.</param>
        /// <returns>true - если принадлежит, false - если не принадлежит.</returns>
        public bool Contains(T value)
        {
            return (value.CompareTo(min) >= 0 && value.CompareTo(max) <= 0);
        }

        /// <summary>
        /// Проверяет, содержится ли полностью интервал <paramref name="value"/> в текущем интервале.
        /// </summary>
        /// <param name="value">Интервал.</param>
        /// <returns>true - если содержится, false - если не содержится.</returns>
        public bool Contains(Interval<T> value)
        {
            return (value.Max.CompareTo(value.Min) >= 0 && value.Contains(value.Min) && value.Contains(value.Max));
        }

        /// <summary>
        /// Проверяет, имеется ли пересечение (общие значения) у текущего интервала с интервалом <paramref name="value"/>.
        /// </summary>
        /// <param name="value">Интервал.</param>
        public bool IsIntersection(Interval<T> value)
        {
            return (min.CompareTo(value.Min) > 0 ? min : value.Min).CompareTo(max.CompareTo(value.Max) < 0 ? max : value.Max) <= 0;
        }

        /// <summary>
        /// Проверяет, имеется ли пересечение (общие значения) у текущего интервала с набором интервалов <paramref name="values"/>.
        /// </summary>
        /// <param name="values">Набор интервалов.</param>
        public bool IsIntersection(IEnumerable<Interval<T>> values)
        {
            IEnumerator<Interval<T>> value = values.GetEnumerator();
            while (value.MoveNext())
            {
                if (IsIntersection(value.Current))
                    return true;
            }
            return false;
        }

        /// <summary>
        /// Находит пересечение интервала <paramref name="value"/> с текущим интервалом.
        /// </summary>
        /// <param name="value">Интервал.</param>
        /// <returns>Если интервалы имеют общие точки, то интервал, иначе - null.</returns>
        public Interval<T> Intersect(Interval<T> value)
        {
            T tmin = min.CompareTo(value.Min) > 0 ? min : value.Min;
            T tmax = max.CompareTo(value.Max) < 0 ? max : value.Max;
            return tmin.CompareTo(tmax) <= 0 ? new Interval<T>(tmin, tmax) : null;
        }

        /// <summary>
        /// Находит пересечение набора интервалов <paramref name="values"/> с текущим интервалом.
        /// </summary>
        /// <param name="values">Интервал.</param>
        /// <returns>Если интервалы имеют общие точки, то интервал, иначе - null.</returns>
        /// <remarks>Уплотнение интервалов в этом методе не производится.</remarks>
        public List<Interval<T>> Intersect(IEnumerable<Interval<T>> values)
        {
            List<Interval<T>> tmp = new List<Interval<T>>();
            foreach (Interval<T> interval in values)
                if (IsIntersection(interval))
                    tmp.Add(Intersect(interval));
            return tmp;
        }

        /// <summary>
        /// Проверяет, имеется ли объединение (общие значения) у текущего интервала с нтервалом <paramref name="value"/>.
        /// То же, что и метод IsIntersection.
        /// </summary>
        /// <param name="value">Набор интервалов.</param>
        public bool IsCombination(Interval<T> value)
        {
            return (IsIntersection(value));
        }

        /// <summary>
        /// Объединяет набор интервалов value с текущим интервалом.
        /// </summary>
        /// <param name="value">Интервал.</param>
        /// <returns>Если интервалы имеют общие точки, то интервал, иначе - null.</returns>
        public Interval<T> Combine(Interval<T> value)
        {
            return IsCombination(value) ? new Interval<T>(min.CompareTo(value.Min) < 0 ? min : value.Min, max.CompareTo(value.Max) > 0 ? max : value.Max) : null;
        }

        /// <summary>
        /// Объединяет набор интервалов <paramref name="values"/> с текущим интервалом.
        /// Если, в результате объединения, из нескольких интервалов из получившегося набора можно образовать один, 
        /// содержащий эти интервалы, то эти интервалы будут объединены в один интервал.
        /// </summary>
        /// <param name="values">Набор интервалов.</param>
        /// <returns>Набор интервалов.</returns>
        public List<Interval<T>> Combine(List<Interval<T>> values)
        {
            values.Add(this);
            values.Sort(sorterByMin);
            Interval<T> cur = this;
            List<Interval<T>> curValues = new List<Interval<T>>(values.Count);
            bool wasCombine = false;

            for (int i = 0; i < values.Count; i++)
            {
                wasCombine = cur.IsCombination(values[i]);
                if (wasCombine)
                    cur = cur.Combine(values[i]);
                else
                {
                    curValues.Add(cur);
                    cur = values[i];
                }
            }
            if (wasCombine)
                curValues.Add(cur);

            curValues.TrimExcess();
            return curValues;
        }

        /// <summary>
        /// Исключает текущий интервал из интервала <paramref name="value"/>.
        /// </summary>
        /// <param name="value">Набор интервалов.</param>
        /// <returns>Если интервалы имеют общие точки, то набор интервалов из 1 или 2 элементов, иначе - null.</returns>
        public Interval<T>[] Exclude(Interval<T> value)
        {
            if (min.CompareTo(value.Min) < 0 && max.CompareTo(value.Max) > 0)
            {
                return new[] { new Interval<T>(min, value.Min), new Interval<T>(value.Max, max) };
            }
            T tmin = min.CompareTo(value.Min) < 0 ? min : value.Max;
            T tmax = max.CompareTo(value.Max) > 0 ? max : value.Min;
            return tmin.CompareTo(tmax) <= 0 ? new[] { new Interval<T>(tmin, tmax) } : null;
        }

        /// <summary>
        /// Исключает текущий интервал из набора интервалов <paramref name="values"/>.
        /// </summary>
        /// <param name="values">Набор интервалов.</param>
        /// <returns>Набор интервалов.</returns>
        public List<Interval<T>> Exclude(List<Interval<T>> values)
        {
            List<Interval<T>> curValues = new List<Interval<T>>(values.Count);
            for (int i = 0; i < values.Count; i++)
            {
                if (IsIntersection(values[i]))
                {
                    Interval<T>[] cur = Exclude(values[i]);
                    if (cur != null)
                        curValues.AddRange(cur);
                }
                else
                    curValues.Add(values[i]);
            }
            return curValues;
        }

        #endregion

        #region Внутренние поля

        private static int sorterByMin(Interval<T> a, Interval<T> b)
        {
            return a.Min.CompareTo(b.Min);
        }

        readonly T min;
        readonly T max;

        #endregion


        #region IEquatable<Interval<T>> Members

        public bool Equals(Interval<T> other)
        {
            return other.min.CompareTo(min) == 0 && other.max.CompareTo(max) == 0;
        }

        #endregion
    }
}

Краткое описание публичных членов класса:

  • Конструктор Interval(T min, T max) — собственно создание экземпляра класса. В случае, если min > max будет вызван Debug.Assert.
  • Min, Max — readonly свойства, содержащие границы интервала: минимум и максимум соответственно.
  • Contains(T value) — Проверяет, принадлежит ли значение интервалу.
  • Contains(Interval<T> value) — Проверяет, содержится ли полностью интервал value в текущем интервале.
  • IsIntersection(Interval<T> value) — Проверяет, имеется ли пересечение (общие значения) у текущего интервала с интервалом value.
  • IsIntersection(IEnumerable<Interval<T>> values) — Проверяет, имеется ли пересечение (общие значения) у текущего интервала с набором интервалов values.
  • Intersect(Interval<T> value) — Находит пересечение интервала value с текущим интервалом.
  • Intersect(IEnumerable<Interval<T>> values) — Находит пересечение набора интервалов values с текущим интервалом.
  • IsCombination(Interval<T> value) — То же, что и метод IsIntersection.
  • Combine(Interval<T> value) — Объединяет набор интервалов value с текущим интервалом.
  • Combine(List<Interval<T>> values) — Объединяет набор интервалов values с текущим интервалом. Если, в результате объединения, из нескольких интервалов из получившегося набора можно образовать один, содержащий эти интервалы, то эти интервалы будут объединены в один интервал.
  • Exclude(Interval<T> value) — Исключает текущий интервал из интервала value.
  • Exclude(ICollection<Interval<T>> values) — Исключает текущий интервал из набора интервалов values.

Более подробное описание смотрите в комментариях к членам класса или в подсказках IntelliSense’а.

Удачи!

Обсуждение на форуме: http://usings.ru/forum/viewtopic.php?t=6

admin опубликовано 2009-6-13 Рубрика: Сложные паттерны | Метки: , ,

Один ответ Оставить комментарий

  1. #1drinian @ 2009-9-17 15:16 Ответ

    Спасибо, активно используем данный класс в одном стабильном коммерческом продукте. С лицензией заморочек не будет?

Ответить

(Ctrl + Enter)