Самый быстрый способ найти интервалы, содержащие заданный момент времени

Допустим, вы храните свою задачу в таком классе:

public class MyTask
{
    public string name;
    public DateTime startDt;
    public DateTime endDt;
    // ...
}

Основная идея состоит в том, чтобы поддерживать две коллекции с задачами, одна упорядочена startDt, а scond - endDt.

Мы собираемся использовать SortedSet по двум причинам:

1. он имеет вычислительную сложность O (log n) для вставки и поиск. Если вы столкнулись с проблемой со многими предметами, это очень желательно. иметь сложность лучше, чем O (n).

2. он позволяет вернуть все товары в определенном «диапазоне». Не нужно знать точные «ключи» для поиска, как в Словаре

Поскольку все элементы в SortedSet уникальны и поскольку несколько задач могут иметь одинаковые startDt или endDt, мы не можем хранить задачи непосредственно в SortedSet, вместо этого мы поддерживаем " ведро »всех задач с одинаковым временем:

public class SameTimeTaskList
{
    public DateTime time; // common start or end time of all tasks in list
    public List<MyTask> taskList = new List<MyTask>();
}

Критерий сортировки для этого, конечно, time:

// Defines a comparer to create a sorted set 
// that is sorted by time. 
public class ByTime : IComparer<SameTimeTaskList>
{
    public int Compare(SameTimeTaskList x, SameTimeTaskList y)
    {
        return x.time.CompareTo(y.time);
    }
}

С его помощью мы можем построить наши два отсортированных набора:

SortedSet<SameTimeTaskList> startTimeSet = 
  new SortedSet<SameTimeTaskList>(new ByTime());
SortedSet<SameTimeTaskList> endTimeSet = 
  new SortedSet<SameTimeTaskList>(new ByTime());

В оба набора вставляется новая задача. Если сегмент для этого time не существует, создается новый сегмент. В противном случае задача просто добавляется в правильную корзину:

    public void Add(MyTask task)
    {
        // startTimeSet
        refTime.time = task.startDt;
        var lst = startTimeSet.GetViewBetween(refTime,
            refTime).FirstOrDefault();
        if (lst == null) // no bucket found for time
        {
            lst = new SameTimeTaskList { time = task.startDt };
            startTimeSet.Add(lst);
        }
        lst.taskList.Add(task); // add task to bucket
        // endTimeSet
        refTime.time = task.endDt;
        lst = endTimeSet.GetViewBetween(refTime,
            refTime).FirstOrDefault();
        if (lst == null) // no bucket found for time
        {
            lst = new SameTimeTaskList { time = task.endDt };
            endTimeSet.Add(lst);
        }
        lst.taskList.Add(task); // add task to bucket
    }

Теперь легко получить все интервалы, которые активны в определенный exactTime. Каждая задача должна соответствовать двум условиям:

task.startDt <= exactTime
&&
task.endDt >= exactTime

Мы проверяем оба SortedSets, чтобы увидеть, какой из них возвращает меньший набор для одного условия. Затем мы проверяем все задачи в меньшем наборе, если оно соответствует второму условию:

    public IEnumerable<MyTask> Get(DateTime exactTime)
    {
        refTime.time = exactTime;
        // set of all tasks started before exactTime
        SortedSet<SameTimeTaskList> sSet =
           startTimeSet.GetViewBetween(minTime, refTime);
        // set of all tasks ended after exactTime
        SortedSet<SameTimeTaskList> eSet =
           endTimeSet.GetViewBetween(refTime, maxTime);

        List<MyTask> result = new List<MyTask>();
        if (sSet.Count < eSet.Count) // check smaller set for 2nd condition
        {
            foreach (var tl in sSet)
                foreach (MyTask tsk in tl.taskList)
                    if(tsk.endDt >= exactTime) result.Add(tsk);
        }
        else // eSet is smaller
        {
            foreach (var tl in eSet)
                foreach (MyTask tsk in tl.taskList)
                    if (tsk.startDt <= exactTime) result.Add(tsk);

        }
        return result;
    }

Вот полный код в виде рабочей программы:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace IntervallsTest
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            DateTime exactDate = DateTime.Parse("2015-6-1");

            var tc = new TaskCollection();
            tc.Add(new MyTask { name = "T1", startDt = DateTime.Parse("2015-1-1"), endDt = DateTime.Parse("2015-02-01") });
            tc.Add(new MyTask { name = "T2", startDt = DateTime.Parse("2015-1-1"), endDt = DateTime.Parse("2015-07-01") });
            tc.Add(new MyTask { name = "T2a", startDt = DateTime.Parse("2015-1-1"), endDt = DateTime.Parse("2015-07-02") });
            tc.Add(new MyTask { name = "T3", startDt = DateTime.Parse("2015-05-1"), endDt = DateTime.Parse("2015-12-31") });
            tc.Add(new MyTask { name = "T3a", startDt = DateTime.Parse("2015-04-1"), endDt = DateTime.Parse("2015-12-31") });
            tc.Add(new MyTask { name = "T4", startDt = DateTime.Parse("2015-12-1"), endDt = DateTime.Parse("2015-12-31") });

            var result = tc.Get(exactDate);

            Console.WriteLine("These tasks are active at " + exactDate);
            foreach (var tsk in result)
            {
                Console.WriteLine(tsk.name);
            }
            Console.WriteLine("press any key");
            Console.ReadKey();
        }
    }

    public class TaskCollection
    {
        SortedSet<SameTimeTaskList> startTimeSet = new SortedSet<SameTimeTaskList>(new ByTime());
        SortedSet<SameTimeTaskList> endTimeSet = new SortedSet<SameTimeTaskList>(new ByTime());

        static SameTimeTaskList refTime = new SameTimeTaskList();
        static SameTimeTaskList minTime = new SameTimeTaskList { time = DateTime.MinValue };
        static SameTimeTaskList maxTime = new SameTimeTaskList { time = DateTime.MaxValue };

        public void Add(MyTask task)
        {
            // startTimeSet
            refTime.time = task.startDt;
            var lst = startTimeSet.GetViewBetween(refTime, refTime).FirstOrDefault();
            if (lst == null) // no bucket found for time
            {
                lst = new SameTimeTaskList { time = task.startDt };
                startTimeSet.Add(lst);
            }
            lst.taskList.Add(task); // add task to bucket
            // endTimeSet
            refTime.time = task.endDt;
            lst = endTimeSet.GetViewBetween(refTime, refTime).FirstOrDefault();
            if (lst == null) // no bucket found for time
            {
                lst = new SameTimeTaskList { time = task.endDt };
                endTimeSet.Add(lst);
            }
            lst.taskList.Add(task); // add task to bucket
        }

        public IEnumerable<MyTask> Get(DateTime exactTime)
        {
            refTime.time = exactTime;
            // set of all tasks started before exactTime
            SortedSet<SameTimeTaskList> sSet = startTimeSet.GetViewBetween(minTime, refTime);
            // set of all tasks ended after exactTime
            SortedSet<SameTimeTaskList> eSet = endTimeSet.GetViewBetween(refTime, maxTime);

            List<MyTask> result = new List<MyTask>();
            if (sSet.Count < eSet.Count) // check smaller set for 2nd condition
            {
                foreach (var tl in sSet)
                    foreach (MyTask tsk in tl.taskList)
                        if(tsk.endDt >= exactTime) result.Add(tsk);
            }
            else // eSet is smaller
            {
                foreach (var tl in eSet)
                    foreach (MyTask tsk in tl.taskList)
                        if (tsk.startDt <= exactTime) result.Add(tsk);

            }
            return result;
        }
    }

    public class MyTask
    {
        public string name;
        public DateTime startDt;
        public DateTime endDt;
        // ...
    }

    public class SameTimeTaskList
    {
        public DateTime time; // common start or end time of all tasks in list
        public List<MyTask> taskList = new List<MyTask>();
    }

    // Defines a comparer to create a sorted set 
    // that is sorted by time. 
    public class ByTime : IComparer<SameTimeTaskList>
    {
        public int Compare(SameTimeTaskList x, SameTimeTaskList y)
        {
            return x.time.CompareTo(y.time);
        }
    }
}

Мне было бы очень интересно увидеть результаты тестов, когда вы сравните их со всеми другими версиями, которые вы пробовали.