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#include "Data_Structure/Binary_Trie.hpp"非負整数をビット列に変換して Trie 木で管理することにより, 値の挿入, 削除, 検索などをオンライン $O(w)$ 時間で行うことができる.
#pragma once
#include"../template/template.hpp"
template<typename T>
class Binary_Trie {
struct Binary_Trie_Node {
int terminal = 0, subtree_size = 0;
Binary_Trie_Node *zero_child = nullptr, *one_child = nullptr;
Binary_Trie_Node() = default;
};
int bit_size;
bool allow_multiple;
T _lazy_xor = 0, max_value;
Binary_Trie_Node *root;
Binary_Trie_Node* find_node(T x) {
Binary_Trie_Node *node = root;
for (int k = bit_size - 1; k >= 0; k--) {
node = get_bit(x, k) ? node->one_child : node->zero_child;
if (node == nullptr) { break; }
}
return node;
}
public:
Binary_Trie() = default;
Binary_Trie(const int bit_size, bool allow_multiple = false):
bit_size(bit_size), allow_multiple(allow_multiple), max_value(T(1) << bit_size) {
root = new Binary_Trie_Node();
}
inline T lazy_xor() const { return _lazy_xor; }
inline void act_xor(T x) { _lazy_xor ^= x; }
// 要素の追加
/// @brief x を挿入する.
/// @param x 挿入する値
/// @return Trie 木に変化があれば true, なければ false.
bool insert(T x) {
Binary_Trie_Node *node = root;
vector<Binary_Trie_Node*> path(bit_size + 1);
path[0] = root;
x ^= lazy_xor();
for (int k = 0; k < bit_size; k++) {
bool bit = get_bit(x, bit_size - (k + 1));
Binary_Trie_Node **child_ptr = bit ? &node->one_child : &node->zero_child;
if (*child_ptr == nullptr) {
*child_ptr = new Binary_Trie_Node();
}
node = *child_ptr;
path[k + 1] = node;
}
if (node->terminal > 0 && !allow_multiple) { return false; }
node->terminal++;
for (auto node: path) {
node->subtree_size++;
}
return true;
}
// 要素の削除
/// @brief `x` が存在する場合に `x` を 1 個削除する.
/// @param x 削除する要素
/// @return Trie 木に変化があれば true, なければ false.
bool discard(T x) {
unless(0 <= x && x < max_value) { return 0; }
Binary_Trie_Node *node = root;
vector<Binary_Trie_Node*> path(bit_size + 1);
path[0] = root;
x ^= lazy_xor();
for (int d = 0; d < bit_size; d++) {
bool bit = get_bit(x, bit_size - (d + 1));
Binary_Trie_Node **child_ptr = bit ? &node->one_child : &node->zero_child;
if (*child_ptr == nullptr) { return false; }
node = *child_ptr;
path[d + 1] = node;
}
if (!node->terminal) { return false; }
node->terminal--;
for (auto node: path) { node->subtree_size--; }
return true;
}
/// @brief `x` を高々 `k` 回削除する.
/// @param x 削除する要素
/// @param k 削除する個数 (k = -1 とすると, 無限回になる)
/// @return `x` を削除した回数
int erase(T x, int k = -1) {
unless(0 <= x && x < max_value) { return 0; }
Binary_Trie_Node *node = root;
vector<Binary_Trie_Node*> path(bit_size + 1);
path[0] = root;
x ^= lazy_xor();
for (int d = 0; d < bit_size; d++) {
bool bit = get_bit(x, bit_size - (d + 1));
Binary_Trie_Node **child_ptr = bit ? &node->one_child : &node->zero_child;
if (*child_ptr == nullptr) { return false; }
node = *child_ptr;
path[d + 1] = node;
}
if ((k == -1) || node->terminal < k) {
k = node->terminal;
}
node->terminal -= k;
for (auto node: path) { node->subtree_size -= k; }
return k;
}
/// @brief Binary Trie 木に保存されている要素数を求める.
inline int64_t size() const { return root->subtree_size; }
inline explicit operator bool() const { return size() > 0; }
/// @brief Binary Trie 木に保存されている x の数を求める.
/// @param x 検索値
int count(T x) {
unless (0 <= x && x < max_value) { return 0; }
x ^= lazy_xor();
Binary_Trie_Node* node = find_node(x);
return node != nullptr ? node->subtree_size : 0;
}
/// @brief Binary Trie 木に保存されている `x` 未満の要素の数を求める.
/// @param x 閾値
/// @param equal `true` にすると, 「`x` 未満」が「`x` 以下」になる.
int less_count(T x, bool equal = false) {
if (equal) { return less_count(x + 1, false); }
if (x < 0) { return 0; }
if (x >= (T(1) << bit_size)) { return root->subtree_size;}
int res = 0;
Binary_Trie_Node *node = root;
x ^= lazy_xor();
for (int k = bit_size - 1; k >= 0; k--) {
Binary_Trie_Node *left = node->zero_child, *right = node->one_child;
if (get_bit(lazy_xor(), k)) {
swap(left, right);
}
if (get_bit(x, k)) {
if (left != nullptr) {
res += left->subtree_size;
} else if (right != nullptr) {
return res;
}
node = right;
} else {
if (left == nullptr) {
return res;
}
node = left;
}
}
return res;
}
/// @brief Binary Trie 木に保存されている `x` より大きい要素の数を求める.
/// @param x 閾値
/// @param equal `true` にすると, 「`x` より大きい」が「`x` 以上」になる.
inline int more_count(T x, bool equal = false) const { return size() - less_count(x, !equal); }
/// @brief Binary Trie 木に保存されている `x` 未満で最大の要素を求める.
/// @param x 閾値
/// @param equal `true` にすると, 「`x` 未満」が「`x` 以下」になる.
T low_value(T x, bool equal = false) {
if (equal) { x++; }
int alpha = less_count(x, false);
if (alpha == 0) { throw out_of_range("No value found that is less than the limit " + to_string(x) + "."); }
return kth(alpha - 1);
}
/// @brief Binary Trie 木に保存されている `x` 未満で最大の要素を求める.
/// @param x 閾値
/// @param default_value `x` 未満の要素が存在しない場合の返り値
/// @param equal `true` にすると, 「`x` 未満」が「`x` 以下」になる.
T low_value(T x, T default_value, bool equal = false) const {
if (equal) { x++; }
int alpha = less_count(x, false);
return alpha > 0 ? kth(alpha - 1) : default_value;
}
/// @brief Binary Trie 木に保存されている `x` より大きい要素のうち最小の要素を求める.
/// @param x 閾値
/// @param equal `true` にすると, 「`x` より大きい」が「`x` 以上」になる.
T high_value(T x, bool equal = false) {
if (equal) { x--; }
int beta = more_count(x, false);
if (beta == 0) { throw out_of_range("No value found that is more than the limit " + to_string(x) + "."); }
return kth(-beta);
}
/// @brief Binary Trie 木に保存されている `x` より大きい要素のうち最小の要素を求める.
/// @param x 閾値
/// @param default_value `x` より大きい要素が存在しない場合の返り値
/// @param equal `true` にすると, 「`x` より大きい」が「`x` 以上」になる.
T high_value(T x, T default_value, bool equal = false) const {
if (equal) { x--; }
int beta = more_count(x, false);
return beta > 0 ? kth(-beta) : default_value;
}
/// @brief Binary Trie 木にて `x` が存在するかどうかを判定する.
/// @param x
inline bool contains(T x) { return count(x) > 0; }
T operator[](int k) const {
if (k < 0) { k += size(); }
unless(0 <= k && k < size()) { throw out_of_range("Out of Range"); }
T value = 0;
Binary_Trie_Node *node = root;
for (int d = bit_size - 1; d >= 0; d--) {
Binary_Trie_Node *left = node->zero_child, *right = node->one_child;
if (get_bit(lazy_xor(), d)) { swap(left, right); }
if (left == nullptr) {
node = right;
value |= T(1) << d;
} else if (left->subtree_size <= k) {
k -= left->subtree_size;
node = right;
value |= T(1) << d;
} else {
node = left;
}
}
return value;
}
inline T kth(int k) const { return (*this)[k]; }
/// @brief 最小値を取得する.
inline T get_min() const { return kth(0); }
/// @brief 最大値を取得する.
inline T get_max() const { return kth(-1); }
};#line 2 "Data_Structure/Binary_Trie.hpp"
#line 2 "template/template.hpp"
using namespace std;
// intrinstic
#include <immintrin.h>
#include <algorithm>
#include <array>
#include <bitset>
#include <cassert>
#include <cctype>
#include <cfenv>
#include <cfloat>
#include <chrono>
#include <cinttypes>
#include <climits>
#include <cmath>
#include <complex>
#include <concepts>
#include <cstdarg>
#include <cstddef>
#include <cstdint>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <deque>
#include <fstream>
#include <functional>
#include <initializer_list>
#include <iomanip>
#include <ios>
#include <iostream>
#include <istream>
#include <iterator>
#include <limits>
#include <list>
#include <map>
#include <memory>
#include <new>
#include <numeric>
#include <ostream>
#include <optional>
#include <queue>
#include <random>
#include <set>
#include <sstream>
#include <stack>
#include <streambuf>
#include <string>
#include <tuple>
#include <type_traits>
#include <typeinfo>
#include <unordered_map>
#include <unordered_set>
#include <utility>
#include <vector>
// utility
#line 2 "template/utility.hpp"
using ll = long long;
// a ← max(a, b) を実行する. a が更新されたら, 返り値が true.
template<typename T, typename U>
inline bool chmax(T &a, const U b){
return (a < b ? a = b, 1: 0);
}
// a ← min(a, b) を実行する. a が更新されたら, 返り値が true.
template<typename T, typename U>
inline bool chmin(T &a, const U b){
return (a > b ? a = b, 1: 0);
}
// a の最大値を取得する.
template<typename T>
inline T max(const vector<T> &a){
if (a.empty()) throw invalid_argument("vector is empty.");
return *max_element(a.begin(), a.end());
}
// vector<T> a の最小値を取得する.
template<typename T>
inline T min(const vector<T> &a){
if (a.empty()) throw invalid_argument("vector is empty.");
return *min_element(a.begin(), a.end());
}
// vector<T> a の最大値のインデックスを取得する.
template<typename T>
inline size_t argmax(const vector<T> &a){
if (a.empty()) throw std::invalid_argument("vector is empty.");
return distance(a.begin(), max_element(a.begin(), a.end()));
}
// vector<T> a の最小値のインデックスを取得する.
template<typename T>
inline size_t argmin(const vector<T> &a){
if (a.empty()) throw invalid_argument("vector is empty.");
return distance(a.begin(), min_element(a.begin(), a.end()));
}
#line 61 "template/template.hpp"
// math
#line 2 "template/math.hpp"
// 演算子
template<typename T>
T add(const T &x, const T &y) { return x + y; }
template<typename T>
T sub(const T &x, const T &y) { return x - y; }
template<typename T>
T mul(const T &x, const T &y) { return x * y; }
template<typename T>
T neg(const T &x) { return -x; }
template<integral T>
T bitwise_and(const T &x, const T &y) { return x & y; }
template<integral T>
T bitwise_or(const T &x, const T &y) { return x | y; }
template<integral T>
T bitwise_xor(const T &x, const T &y) { return x ^ y; }
// 除算に関する関数
// floor(x / y) を求める.
template<integral T, integral U>
auto div_floor(T x, U y){
return x / y - ((x % y != 0) && ((x < 0) != (y < 0)));
}
// ceil(x / y) を求める.
template<integral T, integral U>
auto div_ceil(T x, U y){
return x / y + ((x % y != 0) && ((x < 0) == (y < 0)));
}
// x を y で割った余りを求める.
template<integral T, integral U>
auto safe_mod(T x, U y){
auto q = div_floor(x, y);
return x - q * y ;
}
// x を y で割った商と余りを求める.
template<integral T, integral U>
auto divmod(T x, U y){
auto q = div_floor(x, y);
return make_pair(q, x - q * y);
}
// 四捨五入を求める.
template<integral T, integral U>
auto round(T x, U y){
auto [q, r] = divmod(x, y);
if (y < 0) return (r <= div_floor(y, 2)) ? q + 1 : q;
return (r >= div_ceil(y, 2)) ? q + 1 : q;
}
// 奇数かどうか判定する.
template<integral T>
bool is_odd(const T &x) { return x % 2 != 0; }
// 偶数かどうか判定する.
template<integral T>
bool is_even(const T &x) { return x % 2 == 0; }
// m の倍数かどうか判定する.
template<integral T, integral U>
bool is_multiple(const T &x, const U &m) { return x % m == 0; }
// 正かどうか判定する.
template<typename T>
bool is_positive(const T &x) { return x > 0; }
// 負かどうか判定する.
template<typename T>
bool is_negative(const T &x) { return x < 0; }
// ゼロかどうか判定する.
template<typename T>
bool is_zero(const T &x) { return x == 0; }
// 非負かどうか判定する.
template<typename T>
bool is_non_negative(const T &x) { return x >= 0; }
// 非正かどうか判定する.
template<typename T>
bool is_non_positive(const T &x) { return x <= 0; }
// 指数に関する関数
// x の y 乗を求める.
ll intpow(ll x, ll y){
ll a = 1;
while (y){
if (y & 1) { a *= x; }
x *= x;
y >>= 1;
}
return a;
}
// x の y 乗を z で割った余りを求める.
template<typename T, integral U>
T modpow(T x, U y, T z) {
T a = 1;
while (y) {
if (y & 1) { (a *= x) %= z; }
(x *= x) %= z;
y >>= 1;
}
return a;
}
template<typename T>
T sum(const vector<T> &X) {
T y = T(0);
for (auto &&x: X) { y += x; }
return y;
}
template<typename T>
T gcd(const T x, const T y) {
return y == 0 ? x : gcd(y, x % y);
}
// a x + b y = gcd(a, b) を満たす整数の組 (a, b) に対して, (x, y, gcd(a, b)) を求める.
template<integral T>
tuple<T, T, T> Extended_Euclid(T a, T b) {
T s = 1, t = 0, u = 0, v = 1;
while (b) {
auto [q, r] = divmod(a, b);
a = b;
b = r;
tie(s, t) = make_pair(t, s - q * t);
tie(u, v) = make_pair(v, u - q * v);
}
return make_tuple(s, u, a);
}
// floor(sqrt(N)) を求める (N < 0 のときは, 0 とする).
ll isqrt(const ll &N) {
if (N <= 0) { return 0; }
ll x = sqrtl(N);
while ((x + 1) * (x + 1) <= N) { x++; }
while (x * x > N) { x--; }
return x;
}
// floor(sqrt(N)) を求める (N < 0 のときは, 0 とする).
ll floor_sqrt(const ll &N) { return isqrt(N); }
// ceil(sqrt(N)) を求める (N < 0 のときは, 0 とする).
ll ceil_sqrt(const ll &N) {
ll x = isqrt(N);
return x * x == N ? x : x + 1;
}
#line 64 "template/template.hpp"
// inout
#line 1 "template/inout.hpp"
// 入出力
template<class... T>
void input(T&... a){ (cin >> ... >> a); }
void print(){ cout << "\n"; }
template<class T, class... Ts>
void print(const T& a, const Ts&... b){
cout << a;
(cout << ... << (cout << " ", b));
cout << "\n";
}
template<typename T, typename U>
istream &operator>>(istream &is, pair<T, U> &P){
is >> P.first >> P.second;
return is;
}
template<typename T, typename U>
ostream &operator<<(ostream &os, const pair<T, U> &P){
os << P.first << " " << P.second;
return os;
}
template<typename T>
vector<T> vector_input(int N, int index){
vector<T> X(N+index);
for (int i=index; i<index+N; i++) cin >> X[i];
return X;
}
template<typename T>
istream &operator>>(istream &is, vector<T> &X){
for (auto &x: X) { is >> x; }
return is;
}
template<typename T>
ostream &operator<<(ostream &os, const vector<T> &X){
int s = (int)X.size();
for (int i = 0; i < s; i++) { os << (i ? " " : "") << X[i]; }
return os;
}
template<typename T>
ostream &operator<<(ostream &os, const unordered_set<T> &S){
int i = 0;
for (T a: S) {os << (i ? " ": "") << a; i++;}
return os;
}
template<typename T>
ostream &operator<<(ostream &os, const set<T> &S){
int i = 0;
for (T a: S) { os << (i ? " ": "") << a; i++; }
return os;
}
template<typename T>
ostream &operator<<(ostream &os, const unordered_multiset<T> &S){
int i = 0;
for (T a: S) { os << (i ? " ": "") << a; i++; }
return os;
}
template<typename T>
ostream &operator<<(ostream &os, const multiset<T> &S){
int i = 0;
for (T a: S) { os << (i ? " ": "") << a; i++; }
return os;
}
template<typename T>
std::vector<T> input_vector(size_t n, size_t offset = 0) {
std::vector<T> res;
// 最初に必要な全容量を確保(再確保を防ぐ)
res.reserve(n + offset);
// offset 分をデフォルト値で埋める(特別 indexed 用)
res.assign(offset, T());
for (size_t i = 0; i < n; ++i) {
T el;
if (!(std::cin >> el)) break;
res.push_back(std::move(el));
}
return res;
}
#line 67 "template/template.hpp"
// macro
#line 2 "template/macro.hpp"
// マクロの定義
#define all(x) x.begin(), x.end()
#define len(x) ll(x.size())
#define elif else if
#define unless(cond) if (!(cond))
#define until(cond) while (!(cond))
#define loop while (true)
// オーバーロードマクロ
#define overload2(_1, _2, name, ...) name
#define overload3(_1, _2, _3, name, ...) name
#define overload4(_1, _2, _3, _4, name, ...) name
#define overload5(_1, _2, _3, _4, _5, name, ...) name
// 繰り返し系
#define rep1(n) for (ll i = 0; i < n; i++)
#define rep2(i, n) for (ll i = 0; i < n; i++)
#define rep3(i, a, b) for (ll i = a; i < b; i++)
#define rep4(i, a, b, c) for (ll i = a; i < b; i += c)
#define rep(...) overload4(__VA_ARGS__, rep4, rep3, rep2, rep1)(__VA_ARGS__)
#define foreach1(x, a) for (auto &&x: a)
#define foreach2(x, y, a) for (auto &&[x, y]: a)
#define foreach3(x, y, z, a) for (auto &&[x, y, z]: a)
#define foreach4(x, y, z, w, a) for (auto &&[x, y, z, w]: a)
#define foreach(...) overload5(__VA_ARGS__, foreach4, foreach3, foreach2, foreach1)(__VA_ARGS__)
#line 70 "template/template.hpp"
// bitop
#line 2 "template/bitop.hpp"
// 非負整数 x の bit legnth を求める.
ll bit_length(ll x) {
if (x == 0) { return 0; }
return (sizeof(long) * CHAR_BIT) - __builtin_clzll(x);
}
// 非負整数 x の popcount を求める.
ll popcount(ll x) { return __builtin_popcountll(x); }
// 正の整数 x に対して, floor(log2(x)) を求める.
ll floor_log2(ll x) { return bit_length(x) - 1; }
// 正の整数 x に対して, ceil(log2(x)) を求める.
ll ceil_log2(ll x) { return bit_length(x - 1); }
// x の第 k ビットを取得する
int get_bit(ll x, int k) { return (x >> k) & 1; }
// x のビット列を取得する.
// k はビット列の長さとする.
vector<int> get_bits(ll x, int k) {
vector<int> bits(k);
rep(i, k) {
bits[i] = x & 1;
x >>= 1;
}
return bits;
}
// x のビット列を取得する.
vector<int> get_bits(ll x) { return get_bits(x, bit_length(x)); }
#line 73 "template/template.hpp"
// exception
#line 2 "template/exception.hpp"
class NotExist: public exception {
private:
string message;
public:
NotExist() : message("求めようとしていたものは存在しません.") {}
const char* what() const noexcept override {
return message.c_str();
}
};
#line 4 "Data_Structure/Binary_Trie.hpp"
template<typename T>
class Binary_Trie {
struct Binary_Trie_Node {
int terminal = 0, subtree_size = 0;
Binary_Trie_Node *zero_child = nullptr, *one_child = nullptr;
Binary_Trie_Node() = default;
};
int bit_size;
bool allow_multiple;
T _lazy_xor = 0, max_value;
Binary_Trie_Node *root;
Binary_Trie_Node* find_node(T x) {
Binary_Trie_Node *node = root;
for (int k = bit_size - 1; k >= 0; k--) {
node = get_bit(x, k) ? node->one_child : node->zero_child;
if (node == nullptr) { break; }
}
return node;
}
public:
Binary_Trie() = default;
Binary_Trie(const int bit_size, bool allow_multiple = false):
bit_size(bit_size), allow_multiple(allow_multiple), max_value(T(1) << bit_size) {
root = new Binary_Trie_Node();
}
inline T lazy_xor() const { return _lazy_xor; }
inline void act_xor(T x) { _lazy_xor ^= x; }
// 要素の追加
/// @brief x を挿入する.
/// @param x 挿入する値
/// @return Trie 木に変化があれば true, なければ false.
bool insert(T x) {
Binary_Trie_Node *node = root;
vector<Binary_Trie_Node*> path(bit_size + 1);
path[0] = root;
x ^= lazy_xor();
for (int k = 0; k < bit_size; k++) {
bool bit = get_bit(x, bit_size - (k + 1));
Binary_Trie_Node **child_ptr = bit ? &node->one_child : &node->zero_child;
if (*child_ptr == nullptr) {
*child_ptr = new Binary_Trie_Node();
}
node = *child_ptr;
path[k + 1] = node;
}
if (node->terminal > 0 && !allow_multiple) { return false; }
node->terminal++;
for (auto node: path) {
node->subtree_size++;
}
return true;
}
// 要素の削除
/// @brief `x` が存在する場合に `x` を 1 個削除する.
/// @param x 削除する要素
/// @return Trie 木に変化があれば true, なければ false.
bool discard(T x) {
unless(0 <= x && x < max_value) { return 0; }
Binary_Trie_Node *node = root;
vector<Binary_Trie_Node*> path(bit_size + 1);
path[0] = root;
x ^= lazy_xor();
for (int d = 0; d < bit_size; d++) {
bool bit = get_bit(x, bit_size - (d + 1));
Binary_Trie_Node **child_ptr = bit ? &node->one_child : &node->zero_child;
if (*child_ptr == nullptr) { return false; }
node = *child_ptr;
path[d + 1] = node;
}
if (!node->terminal) { return false; }
node->terminal--;
for (auto node: path) { node->subtree_size--; }
return true;
}
/// @brief `x` を高々 `k` 回削除する.
/// @param x 削除する要素
/// @param k 削除する個数 (k = -1 とすると, 無限回になる)
/// @return `x` を削除した回数
int erase(T x, int k = -1) {
unless(0 <= x && x < max_value) { return 0; }
Binary_Trie_Node *node = root;
vector<Binary_Trie_Node*> path(bit_size + 1);
path[0] = root;
x ^= lazy_xor();
for (int d = 0; d < bit_size; d++) {
bool bit = get_bit(x, bit_size - (d + 1));
Binary_Trie_Node **child_ptr = bit ? &node->one_child : &node->zero_child;
if (*child_ptr == nullptr) { return false; }
node = *child_ptr;
path[d + 1] = node;
}
if ((k == -1) || node->terminal < k) {
k = node->terminal;
}
node->terminal -= k;
for (auto node: path) { node->subtree_size -= k; }
return k;
}
/// @brief Binary Trie 木に保存されている要素数を求める.
inline int64_t size() const { return root->subtree_size; }
inline explicit operator bool() const { return size() > 0; }
/// @brief Binary Trie 木に保存されている x の数を求める.
/// @param x 検索値
int count(T x) {
unless (0 <= x && x < max_value) { return 0; }
x ^= lazy_xor();
Binary_Trie_Node* node = find_node(x);
return node != nullptr ? node->subtree_size : 0;
}
/// @brief Binary Trie 木に保存されている `x` 未満の要素の数を求める.
/// @param x 閾値
/// @param equal `true` にすると, 「`x` 未満」が「`x` 以下」になる.
int less_count(T x, bool equal = false) {
if (equal) { return less_count(x + 1, false); }
if (x < 0) { return 0; }
if (x >= (T(1) << bit_size)) { return root->subtree_size;}
int res = 0;
Binary_Trie_Node *node = root;
x ^= lazy_xor();
for (int k = bit_size - 1; k >= 0; k--) {
Binary_Trie_Node *left = node->zero_child, *right = node->one_child;
if (get_bit(lazy_xor(), k)) {
swap(left, right);
}
if (get_bit(x, k)) {
if (left != nullptr) {
res += left->subtree_size;
} else if (right != nullptr) {
return res;
}
node = right;
} else {
if (left == nullptr) {
return res;
}
node = left;
}
}
return res;
}
/// @brief Binary Trie 木に保存されている `x` より大きい要素の数を求める.
/// @param x 閾値
/// @param equal `true` にすると, 「`x` より大きい」が「`x` 以上」になる.
inline int more_count(T x, bool equal = false) const { return size() - less_count(x, !equal); }
/// @brief Binary Trie 木に保存されている `x` 未満で最大の要素を求める.
/// @param x 閾値
/// @param equal `true` にすると, 「`x` 未満」が「`x` 以下」になる.
T low_value(T x, bool equal = false) {
if (equal) { x++; }
int alpha = less_count(x, false);
if (alpha == 0) { throw out_of_range("No value found that is less than the limit " + to_string(x) + "."); }
return kth(alpha - 1);
}
/// @brief Binary Trie 木に保存されている `x` 未満で最大の要素を求める.
/// @param x 閾値
/// @param default_value `x` 未満の要素が存在しない場合の返り値
/// @param equal `true` にすると, 「`x` 未満」が「`x` 以下」になる.
T low_value(T x, T default_value, bool equal = false) const {
if (equal) { x++; }
int alpha = less_count(x, false);
return alpha > 0 ? kth(alpha - 1) : default_value;
}
/// @brief Binary Trie 木に保存されている `x` より大きい要素のうち最小の要素を求める.
/// @param x 閾値
/// @param equal `true` にすると, 「`x` より大きい」が「`x` 以上」になる.
T high_value(T x, bool equal = false) {
if (equal) { x--; }
int beta = more_count(x, false);
if (beta == 0) { throw out_of_range("No value found that is more than the limit " + to_string(x) + "."); }
return kth(-beta);
}
/// @brief Binary Trie 木に保存されている `x` より大きい要素のうち最小の要素を求める.
/// @param x 閾値
/// @param default_value `x` より大きい要素が存在しない場合の返り値
/// @param equal `true` にすると, 「`x` より大きい」が「`x` 以上」になる.
T high_value(T x, T default_value, bool equal = false) const {
if (equal) { x--; }
int beta = more_count(x, false);
return beta > 0 ? kth(-beta) : default_value;
}
/// @brief Binary Trie 木にて `x` が存在するかどうかを判定する.
/// @param x
inline bool contains(T x) { return count(x) > 0; }
T operator[](int k) const {
if (k < 0) { k += size(); }
unless(0 <= k && k < size()) { throw out_of_range("Out of Range"); }
T value = 0;
Binary_Trie_Node *node = root;
for (int d = bit_size - 1; d >= 0; d--) {
Binary_Trie_Node *left = node->zero_child, *right = node->one_child;
if (get_bit(lazy_xor(), d)) { swap(left, right); }
if (left == nullptr) {
node = right;
value |= T(1) << d;
} else if (left->subtree_size <= k) {
k -= left->subtree_size;
node = right;
value |= T(1) << d;
} else {
node = left;
}
}
return value;
}
inline T kth(int k) const { return (*this)[k]; }
/// @brief 最小値を取得する.
inline T get_min() const { return kth(0); }
/// @brief 最大値を取得する.
inline T get_max() const { return kth(-1); }
};