可持久化线段树

可持久化线段树1

考虑不会变得太多，每次该值操作只会改变一个位置的值，其它位置是可以继承的。如果用数组，那就是下标继承。如果把数组分成 \(2\) 半，那改一个值，就一半继承，另一半重新赋值。而用线段树，就可以做到区间继承 \(\log\) 的时间复杂度。

所以就是：当前区间分成 \(2\) 半，一半直接继承原来的，另一半继续递归下去，又可以分。

查询跟普通线段树一样。

时间复杂度 \(O(q\log_{2}n)\)。

点击查看代码

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int MAXN=2e7+4e6;
int tr[MAXN],ls[MAXN],rs[MAXN],tot;
int Root[MAXN];
void Add(int &u1,int u2,int l,int r,int id,int Val)
{
	if(!u1)
	{
		u1=++tot;
	}
	if(l==r)
	{
		tr[u1]=Val;
		return;
	}
	int Mid=l+r>>1;
	if(id<=Mid)
	{
		rs[u1]=rs[u2];
		Add(ls[u1],ls[u2],l,Mid,id,Val);
	}
	else
	{
		ls[u1]=ls[u2];
		Add(rs[u1],rs[u2],Mid+1,r,id,Val);
	}
}
int Query(int u,int l,int r,int x)
{
	if(l==r)
	{
		return tr[u];
	}
	int Mid=l+r>>1;
	if(x<=Mid)
	return Query(ls[u],l,Mid,x);
	else
	return Query(rs[u],Mid+1,r,x);
}
int N,Q;
int a[MAXN];
void Build(int &u,int l,int r)
{
	if(!u)
	{
		u=++tot;
	}
	if(l==r)
	{
		tr[u]=a[l];
		return;
	}
	int Mid=l+r>>1;
	Build(ls[u],l,Mid);
	Build(rs[u],Mid+1,r);
}
int main()
{
	scanf("%d%d",&N,&Q);
	for(int i=1;i<=N;i++)
	{
		scanf("%d",&a[i]);
	}
	Build(Root[0],1,N);
	for(int i=1;i<=Q;i++)
	{
		int v,op,Loc,Value;
		scanf("%d%d%d",&v,&op,&Loc);
		if(op==1)
		{
			scanf("%d",&Value);
			Add(Root[i],Root[v],1,N,Loc,Value);
		}
		if(op==2)
		{
			Root[i]=Root[v];
			printf("%d\n",Query(Root[v],1,N,Loc));
		}
	}
}

可持久化线段树2

离散化，建权值线段树。对于第 \(i\) 个值，才建一棵线段树包含 \(a_1\) 至 \(a_i\) 的值，这可以持久化。

记录每个值域线段树每个值域区间的 Size 表示这里面有多少个有被用的叶子，上述操作相当于每次新建一棵线段树，新将一个叶子赋值为被用过。

然后查询区间 \([L,R]\) 第 \(k\) 大，对于当前递归到的区间，如果左区间的 \(Size_R-Size_{L-1}\) 比 \(k\) 小，那就说明左区间的数不够 \(k\) 个，第 \(k\) 大一定为右区间的第 \(k-(Size_R-Size_{L-1})\) 大，再递归下去。反之就不减，递归到左区间。

最后一定会出结果，除非这个区间一共都没有 \(k\) 个值。

时间复杂度 \(O((n+q)\log_2 n)\)

点击查看代码

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int MAXN=5e6+50;
int N,Q;
int a[MAXN];
vector<int>lsh;
int Size[MAXN];
int ls[MAXN],rs[MAXN];
int tot;
int Root[MAXN];
void Add(int &u1,int u2,int l,int r,int Val)
{
	if(!u1)
	u1=++tot;
	if(l==r)
	{
		Size[u1]=Size[u2]+1;
		return;
	}
	int Mid=l+r>>1;
	if(Val<=Mid)
	{
		rs[u1]=rs[u2];
		Add(ls[u1],ls[u2],l,Mid,Val);
	}
	else
	{
		ls[u1]=ls[u2];
		Add(rs[u1],rs[u2],Mid+1,r,Val);
	}
	Size[u1]=Size[ls[u1]]+Size[rs[u1]];
}
int Query(int u1,int u2,int l,int r,int k)
{
	if(l==r)
	{
		return l;
	}
	int Mid=l+r>>1;
	if(k<=Size[ls[u1]]-Size[ls[u2]])
	{
		return Query(ls[u1],ls[u2],l,Mid,k);
	}
	else
	{
		k-=(Size[ls[u1]]-Size[ls[u2]]);
		return Query(rs[u1],rs[u2],Mid+1,r,k);
	}
}
int Back[MAXN];
int main()
{
	scanf("%d%d",&N,&Q);
	for(int i=1;i<=N;i++)
	{
		scanf("%d",&a[i]);
		lsh.push_back(a[i]);
	}
	sort(lsh.begin(),lsh.end());
	int Cnt=unique(lsh.begin(),lsh.end())-lsh.begin();
	for(int i=1;i<=N;i++)
	{
		a[i]=lower_bound(lsh.begin(),lsh.begin()+Cnt,a[i])-lsh.begin()+1;
		Back[a[i]]=lsh[a[i]-1];
	}
	for(int i=1;i<=N;i++)
	{
		Add(Root[i],Root[i-1],1,Cnt,a[i]);
	}
	while(Q--)
	{
		int l,r,k;
		scanf("%d%d%d",&l,&r,&k);
		printf("%d\n",Back[Query(Root[r],Root[l-1],1,Cnt,k)]);
	}
}

每次持久化都会增加 \(\log_2 n\) 个节点，加上最开始的 \(4n\) 左右个的节点，所以数组大小至少为 \(n\log_2 n+4n\)，当然要视具体题目调整。

一般二维数点的题可持久化线段树都能做。二维数点的其它做法也都挺厉害。

经常与整体二分搭配使用。

最常出现的关键词就是“区间第 \(k\) 大”。

注意第二题的 Add 操作递归到底层后，Size 不能直接赋值为 1，而要加上前一棵线段树的同一节点的 Size，当有重复数字时这样做才对，而如果没有重复就不需要考虑。