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C++
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#include <bits/stdc++.h>
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using namespace std;
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//题解
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//https://www.cnblogs.com/do-while-true/p/13566274.html
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//const int INF = 2147483647; 这个 2147483647的十六进制表示：0x7fffffff,是等价的
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const int INF = 0x7fffffff;
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const int N = 1000010;
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int cnt;
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struct Node {
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int left; //左儿子
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int right; //右儿子
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int size; //以该节点为根结点的子树的结点个数
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int value; //该结点的权值
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int sq_sum; //该结点权值出现的次数
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} tree[N];
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int q, opt, x;
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/**
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* 测试用例：
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7
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5 1
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5 3
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5 5
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1 3
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2 2
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3 3
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4 3
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参考答案：
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2
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3
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1
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*/
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//查询数x的排名(找出以root为根的树中，有多少个结点值小于查询数x)
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int queryVal(int root, int x) {
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//root==0表示进入到一个结点，准备再向下，结果再向下没有了，就是：表示找不到权值为x的数，返回0
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if (root == 0) return 0;
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//如果x等于树根的value值，那么比它小的有tree[tree[root].left].size个，
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// 它是第tree[tree[root].left].size+1个
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if (x == tree[root].value) return tree[tree[root].left].size;
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//如果x小于树根的value值，那么需要到左子树中去计算排名
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if (x < tree[root].value) return queryVal(tree[root].left, x);
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//如果x大于树根的value值，那么需要到右子树中去计算排名,同时，需要加上左子树的
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// 结点个数+root的结点个数
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return queryVal(tree[root].right, x) + tree[tree[root].left].size + tree[root].num;
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}
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//查询排名为x的数
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int queryRank(int root, int x) {
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//root==0表示进入到一个结点，准备再向下，结果再向下没有了，就是：表示找不到排名为x的数，返回0
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if (root == 0) return 0;//其实这里的有坑的，找不到题目没有说明是返回INF，还是返回0，
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// 实测返回INF也是可以AC的。
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//如果左子树中包含这个排名，那么递归到左子树去找
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if (tree[tree[root].left].size >= x) return queryRank(tree[root].left, x);
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//如果根结点的排名==x,那么返回根结点的权值
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if (tree[tree[root].left].size + tree[root].num >= x) return tree[root].value;
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//如果右子树中包含这个排名，那么递归到右子树中去找，这个子排名就是减去左子树的总结点个数
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// 再减去root的个数
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return queryRank(tree[root].right, x - tree[tree[root].left].size - tree[root].num);
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}
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//向二叉搜索树中增加一个权值为x的数字
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void insert(int root, int x) {
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//由于增加了一个结点，root的总结点个数+1
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//这一步是递归的必要步骤，表示以它为根的家族中增加了一个结点
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tree[root].size++;
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//如果新增加的数字x与root根的权值相等，那么num++
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if (tree[root].value == x) {
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tree[root].num++;
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} else if (tree[root].value > x) {//如果root的权值大于x,左子树
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//如果左子树不空，则递归向左子树插入结点x
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if (tree[root].left != 0) insert(tree[root].left, x);
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else {
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//如果左子树为空，那么需要创建一个新结点
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tree[++cnt].value = x; //新的数组位置用来存储x
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tree[cnt].size = 1; //新增加的结点，下面没有子树，所以size=1
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tree[cnt].num = 1; //权值为x的目前只有1个
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tree[root].left = cnt; //添加为左子树
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}
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} else { //如果root的权值小于x，右子树
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//如果右子树不空，则递归向右子树插入结点x
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if (tree[root].right != 0) insert(tree[root].right, x);
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else {
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//如果右子树为空，那么需要创建一个新结点
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tree[++cnt].value = x; //新的数组位置用来存储x
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tree[cnt].size = 1; //新增加的结点，下面没有子树，所以size=1
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tree[cnt].num = 1; //权值为x的目前只有1个
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tree[root].right = cnt; //添加为右子树
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}
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}
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}
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/**
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* 功能：查询前驱
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* @param root 以root为根的树
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* @param x 要查找的数字x
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* @param ans 暂存的前驱值，待更新成最合理的前驱值
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* @return 数字x的前驱
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*/
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int queryPrev(int root, int x, int ans) {
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//如果根结点值大于x,那么需要去左子树中去找
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if (tree[root].value >= x) {
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//如果左子树为空的,将前面获取到的最优解返回就可以了
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if (tree[root].left == 0) return ans;
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else
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//到左子树中去查找
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return queryPrev(tree[root].left, x, ans);
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} else {
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//如果根结点值小于x,那么需要到右子树中去找
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//如果右子树为空，那么就是根结点的value值
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if (tree[root].right == 0) return tree[root].value;
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//右子树不为空，递归到右子树去查找
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return queryPrev(tree[root].right, x, tree[root].value);
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}
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}
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/**
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* 功能：查询后继
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* @param root 以root为根的树
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* @param x 要查找的数字x
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* @param ans 暂存的后继值，待更新成最合理的后继值
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* @return 数字x的后继
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*/
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int queryNext(int root, int x, int ans) {
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//如果根结点的权值小于等于x,需要向右子树去找
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if (tree[root].value <= x) {
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//如果右子树为空，则没有比它更大的，返回暂存的最合理值ans
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if (tree[root].right == 0) return ans;
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else
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//如果右子树不空，则递归到右子树中去找
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return queryNext(tree[root].right, x, ans);
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} else {
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//向左子树中去找
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//如果左子树为空，那么就是根的value值
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if (tree[root].left == 0) return tree[root].value;
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//如果左子树不空，递归到左子树去找
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return queryNext(tree[root].left, x, tree[root].value);
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}
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}
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int main() {
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//q次询问
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cin >> q;
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while (q--) {
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//操作命令和操作的值
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cin >> opt >> x;
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switch (opt) {
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case 1: //查询x数的排名,注意这后面的+1，其实,rnk就是在根为root的子树中，
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// 找到比x值小的结点的个数，然后再加1，就是x的排名
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cout << queryVal(1, x) + 1 << endl;
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break;
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case 2: //查询排名为x的数
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cout << queryRank(1, x) << endl;
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break;
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case 3: //求x的前驱
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cout << queryPrev(1, x, -INF) << endl;
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break;
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case 4: //求x的后继
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cout << queryNext(1, x, INF) << endl;
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break;
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case 5: //插入一个数 x
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if (cnt == 0) { //一个都没有，那么，第一个是根结点
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cnt++; //数组中1号位置
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tree[cnt].num = 1; //权值是x的数量目前是1个
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tree[cnt].size = 1; //它+子树结点的总结点个数是1个
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tree[cnt].value = x; //权值是x
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} else insert(1, x); //将数x插入到根为1的二叉搜索树中
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break;
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}
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}
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return 0;
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