线段树再整理、
代码和思路来自:传送门
建树模板、
// 一:线段树基本概念 //1:概述 //线段树,类似区间树,是一个完全二叉树,它在各个节点保存一条线段(数组中的一段子数组),
//主要用于高效解决连续区间的动态查询问题,由于二叉结构的特性,它基本能保持每个操作的复杂度为O(lgN)! //性质:父亲的区间是[a,b],(c=(a+b)/2)左儿子的区间是[a,c],右儿子的区间是[c+1,b],线段树需要的空间为数组大小的四倍 #include<iostream> using namespace std; const int qq=256; int segtree[(qq<<2)+10]; int array[qq]; void build(int node,int l,int r) { if(l==r) segtree[node]=array[l]; else{ build(node<<1,l,(l+r)/2); build((node<<1)+1,(l+r)/2+1,r); if(segtree[node<<1]<=segtree[(node<<1)+1]) segtree[node]=segtree[node<<1]; else segtree[node]=segtree[(node<<1)+1]; } } int main() { array[0]=1,array[1]=2,array[2]=2,array[3]=4,array[4]=1,array[5]=3; build(1,0,5); for(int i=1;i<=20;++i) cout << "Seg" << i << "=" << segtree[i] << endl; return 0; } //此模板用于查询区间最小值、
对应查询函数模板、
//区间查询int query(int node, int begin, int end, int left, int right); //(其中node为当前查询节点,begin,end为当前节点存储的区间,left,right为此次query所要查询的区间) //主要思想是把所要查询的区间[a,b]划分为线段树上的节点,然后将这些节点代表的区间合并起来得到所需信息 //比如前面一个图中所示的树,如果询问区间是[0,2],或者询问的区间是[3,3],不难直接找到对应的节点回答这一问题。但并不是所有的提问都这么容易回答, int query(int node,int begin,int end,int l,int r) { // l,r 为所要查找的区间、 int p1,p2; if(l>end||r<begin) //查询区间和所给区间完全没有交集、 return -1; if(begin>=l && end<=r) return segtree[node]; p1=query(node<<1,l,(begin+end)>>1,l,r); p2=query((node<<1)+1,((begin+end)>>1)+1,end,l,r); if(p1==-1) return p2; if(p2==-1) return p1; if(p1<=p2) return p1; else return p2; } //可见,这样的过程一定选出了尽量少的区间,它们相连后正好涵盖了整个[left,right],没有重复也没有遗漏。 //同时,考虑到线段树上每层的节点最多会被选取2个,一共选取的节点数也是O(log n)的,因此查询的时间复杂度也是O(log n)。 //线段树并不适合所有区间查询情况,它的使用条件是“相邻的区间的信息可以被合并成两个区间的并区间的信息”。即问题是可以被分解解决的。
对应单点更新模板、
void updata(int node,int l,int r,int ind,int add) //单结点更新、 { if(l==r){ segtree[node]+=add; return ; } int m = (l+r) >> 1 if(ind<=m) updata(node<<1,l,m,ind,add); else updata((node<<1)+1,m+1,r,ind,add); segtree[node]=min(segtree[node<<1],segtree[(node<<1)+1]); } //回溯的时候修改每个结点的最小值、
RMQ 查询区间最值下标、
#include<iostream> #include<cstring> using namespace std; #define MAXN 100 #define MAXIND 256 //线段树节点个数 //构建线段树,目的:得到M数组. void build(int node, int b, int e, int M[], int A[]) { if (b == e) M[node] = b; //只有一个元素,只有一个下标 else{ build(2 * node, b, (b + e) / 2, M, A); build(2 * node + 1, (b + e) / 2 + 1, e, M, A); if (A[M[2 * node]] <= A[M[2 * node + 1]]) M[node] = M[2 * node]; else M[node] = M[2 * node + 1]; } } //找出区间 [i, j] 上的最小值的索引 int query(int node, int b, int e, int M[], int A[], int i, int j) { int p1, p2; //查询区间和要求的区间没有交集 if (i > e || j < b) return -1; if (b >= i && e <= j) return M[node]; p1 = query(2 * node, b, (b + e) / 2, M, A, i, j); p2 = query(2 * node + 1, (b + e) / 2 + 1, e, M, A, i, j); //return the position where the overall //minimum is if (p1 == -1) return M[node] = p2; if (p2 == -1) return M[node] = p1; if (A[p1] <= A[p2]) return M[node] = p1; else return M[node] = p2; // M[node]中记录的是该节点的索引、 } int main() { int M[MAXIND]; //下标1起才有意义,否则不是二叉树,保存下标编号节点对应区间最小值的下标. memset(M,-1,sizeof(M)); int a[]={3,4,5,7,2,1,0,3,4,5}; build(1, 0, sizeof(a)/sizeof(a[0])-1, M, a); cout<<query(1, 0, sizeof(a)/sizeof(a[0])-1, M, a, 0, 5)<<endl; return 0; }
连续区间修改或单结点更新的动态查询问题
#include <cstdio> #include <algorithm> using namespace std; #define lson l , m , rt << 1 #define rson m + 1 , r , rt << 1 | 1 #define root 1 , N , 1 #define LL long long const int maxn = 111111; LL add[maxn<<2]; LL sum[maxn<<2]; void PushUp(int rt) { sum[rt] = sum[rt<<1] + sum[rt<<1|1]; } void PushDown(int rt,int m) { if (add[rt]) { add[rt<<1] += add[rt]; add[rt<<1|1] += add[rt]; sum[rt<<1] += add[rt] * (m - (m >> 1)); sum[rt<<1|1] += add[rt] * (m >> 1); add[rt] = 0; } } void build(int l,int r,int rt) { add[rt] = 0; if (l == r) { scanf("%lld",&sum[rt]); return ; } int m = (l + r) >> 1; build(lson); build(rson); PushUp(rt); } void update(int L,int R,int c,int l,int r,int rt) { if (L <= l && r <= R) { add[rt] += c; sum[rt] += (LL)c * (r - l + 1); return ; } PushDown(rt , r - l + 1); int m = (l + r) >> 1; if (L <= m) update(L , R , c , lson); if (m < R) update(L , R , c , rson); PushUp(rt); } LL query(int L,int R,int l,int r,int rt) { if (L <= l && r <= R) { return sum[rt]; } PushDown(rt , r - l + 1); int m = (l + r) >> 1; LL ret = 0; if (L <= m) ret += query(L , R , lson); if (m < R) ret += query(L , R , rson); return ret; } int main() { int N , Q; scanf("%d%d",&N,&Q); build(root); while (Q --) { char op[2]; int a , b , c; scanf("%s",op); if (op[0] == 'Q') { scanf("%d%d",&a,&b); printf("%lld\n",query(a , b ,root)); } else { scanf("%d%d%d",&a,&b,&c); update(a , b , c , root); } } return 0; }