题目引入
开发商小 Q 买下了一条街,他想在这条街的一边盖房子。
街道可以抽象为一条数轴,而小 Q 只会在坐标在 1~n 的范围内盖房子。
首先,小 Q 将街上坐标在 1∼ 𝑛1∼ n 范围内的物体全部铲平。也就是说,在正式动工盖房子之前,1∼ 𝑛1∼ n 范围内是没有东西的。
小 Q 的盖房子技术出奇的烂,他每次只会在坐标从 l 到 r 的一段区间上砌一堵高为 h 厘米的墙。如果某个位置已经有墙了,那么他会将墙加高 h 厘米。
好吧小 Q 不得不承认自己不会盖房子只会砌墙。
小 Q 已经砌了 m 次墙了,整条街已经乱七八糟的了。
什么是差分
差分是前缀和的逆运算,也就是说,对差分数组就是计算前缀和数组的“原数组”,例如,差分数组为:【1, 2, 3, 4, 5】,前缀和数组就是【1, 3, 6, 10, 15】。
优势
我们可以把题目中的墙当成一个前缀和数组,因为小Q每砌墙一次,就会把一段区间的数值一起加上若干厘米。
比如说,原本墙数组为:1, 0, 3, 0, 0
那么差分数组就是:1, -1, 3, -3, 0
如果我们要将2~3加上1,我们只需改变差分数组:1, 0(加一), 3, -4(减一), 0,对应的墙就是(前缀和):1, 1, 4, 0, 0
所以我们更改时,只需建立一个差分数组,无需建立前缀和数组,输出时直接计算即可。
#include <bits/stdc++.h> using namespace std; int main() { int n, m, c[500005]; memset(c, 0, sizeof (c)); cin >> n >> m; while (m--) { int l, r, h; cin >> l >> r >> h; // 把墙数组当成前缀和来看,并建立它的逆运算差分数组 c[l] += h; c[r + 1] -= h; } for (int i = 1; i <= n; i++) { if (i != 1) cout << " "; c[i] += c[i - 1]; cout << c[i]; } cout << endl; return 0; }
二维差分
大哈有一面 n * n 的广告墙,他往墙上贴 m 张广告,广告之间有些部分会相互重叠,问墙上的每个点上覆盖了几张广告?
这题其实也是差分,贴广告,一定时覆盖了一个区域,而这个区域一定是二维上连续的。
假设要把以(x1, y1)为左上角,以(x2, y2)为右下角的子矩阵加c,可以这样操作:
c[_x1][_y1]++; c[_x1][_y2 + 1]--; c[_x2 + 1][_y1]--; c[_x2 + 1][_y2 + 1]++;
#include <bits/stdc++.h> using namespace std; int c[3005][3005]; int main() { memset(c, 0, sizeof (c)); int n, m; cin >> n >> m; while (m--) { int _x1, _y1, _x2, _y2; cin >> _x1 >> _y1 >> _x2 >> _y2; c[_x1][_y1]++; c[_x1][_y2 + 1]--; c[_x2 + 1][_y1]--; c[_x2 + 1][_y2 + 1]++; } for (int i = 1; i <= n; i++) { for (int j = 1; j <= n; j++) { if (j != 1) cout << " "; c[i][j] = c[i - 1][j] + c[i][j - 1] - c[i - 1][j - 1] + c[i][j]; cout << c[i][j]; } cout << endl; } return 0; }