An Efficient Representation for Sparse Sets
citeseer.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.30.7319
Не очень сложная, но очень красивая. Вкратце суть проблемы: как построить структуру данных для хранения множество с операциями инициализации, добавления и проверки вхождения, работающими за константное время.