线段树的一些基本操作和原理:
由二分的思想而来,一段区间划分,实现大量数据的查询删除O(log(n))
线段树(英语:Segment tree)是一种二叉树形数据结构,1977年由Jon Louis Bentley发明,用以存储区间或线段,并且允许快速查询结构内包含某一点的所有区间。
基本操作:
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构建线段树
struct node { int l,r,w,f; }tree[401];//四倍空间才够 int n,p,a,b,m,x,y,ans; void build(int l,int r,int k)//l~r的区间,从k开始 { tree[k].l=l;tree[k].r=r; if(l==r){cin>>tree[k].w;return;}//到达最后一层就输入数据 int m=l+r>>1;//否则进行二分划分区间 build(l,m,k*2);build(m+1,r,k*2+1);//左建右建 tree[k].w=tree[k*2].w+tree[k*2+1].w;//状态合并 } //就是不断递归建立线段树
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单点查询
void ask(int k)//单点查询 { if(tree[k].l==tree[k].r){ans=tree[k].w;return;}//当前结点的左右端点相等,是叶子节点,是最终答案 //否则二分查找区间 int m=(tree[k].l+tree[k].r)/2;//目标位置比中点靠左,就递归左孩子 if(x<=m)ask(k*2);else ask(k*2+1);//否则递归右孩子 }
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单点修改
//结合单点查询的原理,找到x的位置;根据建树状态合并的原理,修改每个结点的状态 void add(int k) { if(tree[k].l==tree[k].r)//找到目标位置 {tree[k].w+=y; return;} int m=(tree[k].l+tree[k].r)/2; if(x<=m) add(k*2); else add(k*2+1); tree[k].w=tree[k*2].w+tree[k*2+1].w;//所有包含结点k的结点状态更新 }
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区间查询
void sum(int k) { if(tree[k].l>=x&&tree[k].r<=y) { ans+=tree[k].w; return; }//包含了直接加上 int m=(tree[k].l+tree[k].r)/2; if(x<=m) sum(k*2);//左孩子 if(y>m) sum(k*2+1);//右孩子 }
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区间修改(利用lazy标记法)
void down(int k) { tree[k*2].f+=tree[k].f; tree[k*2+1].f+=tree[k].f; tree[k*2].w+=tree[k].f*(tree[k*2].r-tree[k*2].l+1); tree[k*2+1].w+=tree[k].f*(tree[k*2+1].r-tree[k*2+1].l+1); tree[k].f=0; }//下传操作 void add(int k) { if(tree[k].l>=a&&tree[k].r<=b)//当前区间全部对要修改的区间有用 { tree[k].w+=(tree[k].r-tree[k].l+1)*x;//(r-1)+1区间点的总数 tree[k].f+=x; return; } if(tree[k].f) down(k);//懒标记下传。只有不满足上面的if条件才执行,所以一定会用到当前节点的子节点 int m=(tree[k].l+tree[k].r)/2; if(a<=m) add(k*2); if(b>m) add(k*2+1); tree[k].w=tree[k*2].w+tree[k*2+1].w;//更改区间状态 }
参考链接:浅谈线段树