【线段树】树套树 树状数组套主席树

树状数组套主席树

(其实是树状数组套动态开点权值线段树

作用:

即动态主席树,动态(带修)查询区间 \(k\) 小(大)值

做法:

回顾主席树:简单来说主席树在查询时 是查询 \(T[r]-T[l-1]\) 区间的值的,建立是 \(T[i+1]\)\(T[i]\) 的基础上建立的。用于静态查询区间 \(k\) 小(大)值。

而带修主席树,因为修改,所以在 \(T[i]\) 基础上建 \(T[i+1]\) 并不合适。

主席树的思想是减去区间的前缀和求差,此时带修主席树依旧是考虑维护前缀和,然而因为带修,所以主席树各版本之间的强关联性并不适合修改,此时再建立主席树不再需要对线段树进行可持久化,只需动态开点建权值线段树。

考虑用树状数组维护前缀和,及对树状数组每个 \(lowbit\) 的点( \(logn\) 个)建立动态开点权值线段树,

在修改数组 \(x\) 位置时,则是对树状数组 \(for( ;x<=n;x+=lowbit(x))\) 上各点的权值线段树进行修改;

在查询数组区间 \([l,r]\)\(k\) 小(大)值时,则是对树状数组 \(for(i=r;i;i-=lowbit(i))\) 以及 \(for(i=l-1;i;i-=lowbit(i))\) 在线段树当前区间的相应各点上的值差 进行线段树的二分查询(详见模板)。

例题:

luoguP2617

模板题,带修查询区间k小值:

给定一个含有 \(n\) 个数的序列 \(a_1,a_2 \dots a_n\),有 \(m\) 个操作,需要支持两种操作:

  • Q l r k 表示查询下标在区间 \([l,r]\) 中的第 \(k\) 小的数
  • C x y 表示将 \(a_x\) 改为 \(y\)

\(1\le n,m \le 10^5\)\(1 \le l \le r \le n\)\(1 \le k \le r-l+1\)\(1\le x \le n\)\(0 \le a_i,y \le 10^9\)

\(code:\)

#include<bits/stdc++.h>
#define mem(a,b) memset(a,b,sizeof(a))
using namespace std;
typedef long long ll;
const int mod=1e9+9;
const int inf=0x3f3f3f3f;
const int maxn=2e5+5;
const double ep=1e-6;

void read(int&x)
{
    char c;
    while(!isdigit(c=getchar()));x=c-'0';
    while(isdigit(c=getchar()))x=(x<<3)+(x<<1)+c-'0';
}

//P2617
int n,cnt;
int h[maxn];
inline int id(int x){
    return lower_bound(h+1,h+1+cnt,x)-h;
}
struct Q{
    int a,b,c;
}q[maxn];
//树状数组套主席树(其实是套动态开点权值线段树
//对树状数组每个节点建权值线段树
struct Tr{
    // <<8 是因为log*log 
    // maxn=2e5是因为权值包括数组的n个权值 以及q的m个权值 maxn=n+m
    int T[maxn],L[maxn<<8],R[maxn<<8],sum[maxn<<8],tot=0;
    void supdate(int &rt,int l,int r,int x,int v)//线段树
    {
        if(!rt)rt=++tot;
        sum[rt]+=v;
        if(l==r)return;
        int mid=(l+r)>>1;
        if(x<=mid)supdate(L[rt],l,mid,x,v);
        else supdate(R[rt],mid+1,r,x,v);
    }
    void update(int x,int vx,int v)//树状数组 x是数组位置,vx是权值位置 v是+1 ,-1这样子
    {
        for(;x<=n;x+=x&-x)supdate(T[x],1,cnt,vx,v);
    }
    //求区间第k小
    int qr[maxn],ql[maxn],cntl,cntr;
    void pre_query(int x,int q[],int&cnt){
        for(cnt=0;x;x-=x&-x)q[++cnt]=T[x];
    }
    //l,r是二分线权值段树 k是区间第k小的k
    //l和r是权值区间,数组区间是在树状数组上分的 就是lowbit部分那里处理判断数组区间
    int query(int l,int r,int k)//qury(T[qR],T[qL-1],l,r,k) 提前记录log个节点T[qR]及T[qL-1]在q[]处
    {
        if(l==r)return l;
        int mid=(l+r)>>1,num=0;
        for(int i=1;i<=cntr;i++)num+=sum[L[qr[i]]];
        for(int i=1;i<=cntl;i++)num-=sum[L[ql[i]]];//其实就是num=L[rt]-L[pre]
        if(num>=k)
        {
            for(int i=1;i<=cntr;i++)qr[i]=L[qr[i]];
            for(int i=1;i<=cntl;i++)ql[i]=L[ql[i]];
            return query(l,mid,k);//相当于 query(L[rt],L[pre],l,mid,k); 因为要记录树状数组节点 所以得提前记录
        }else{
            for(int i=1;i<=cntr;i++)qr[i]=R[qr[i]];
            for(int i=1;i<=cntl;i++)ql[i]=R[ql[i]];
            return query(mid+1,r,k-num);//query(R[rt],R[pre],mid+1,r,k-num);
        }
    }
}tr;
int a[maxn];
char op[2];
int main()
{
    int m;
    read(n);read(m);
    for(int i=1;i<=n;i++)read(a[i]),h[++cnt]=a[i];
    int l,r,k,x,y;
    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
        scanf("%s",op);
        if(op[0]=='Q'){
            read(l);read(r);read(k);
            q[i]={l,r,k};
        }else{
            read(x);read(y);h[++cnt]=y;
            q[i]={x,y,0};
        }
    }
    sort(h+1,h+1+cnt);
    cnt=unique(h+1,h+1+cnt)-h-1;
    for(int i=1;i<=n;i++)tr.update(i,id(a[i]),1);
    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
        if(q[i].c){
            l=q[i].a;r=q[i].b;k=q[i].c;
            tr.pre_query(r,tr.qr,tr.cntr);
            tr.pre_query(l-1,tr.ql,tr.cntl);
            printf("%d\n",h[tr.query(1,cnt,k)]);
        }else{
            x=q[i].a;y=q[i].b;
            tr.update(x,id(a[x]),-1);a[x]=y;
            tr.update(x,id(a[x]),1);
        }
    }
}
posted @ 2020-09-09 09:51  草丛怪  阅读(180)  评论(0编辑  收藏  举报