【专题】线段树&&树状数组

算是复习吧…

先简单的说一下。
两者都是执行对区间操作。
先说树状数组:树状数组相当于前缀和优化,所以不满足区间减法的不可以维护(比如说RMQ),所以说一般拿树状数组来维护区间和。但树状数组一般都是做【区间修改点查询】或者【点修改区间查询】,虽然也可以做到【区间修改区间查询】但不好想……总之树状数组的局限性比较大。
但为什么要学呢?
比线段树常数小啊!并且代码就那短短几行!!

咳咳,然后说一下线段树:
线段树的用途就比树状数组大得多了,相对的代码量也比较大。但可以维护好多东西,例如RMQ之类的…

下面是一些例题QwQ

T1:
codevs1080 线段树练习

点修改区间查询,树状数组裸题。
直接维护原序列。
附模板:

#include
#include 
#include
#include
#include
#define ll long long
using namespace std;
const int size=12450*12;
ll bit[size];
ll sum(int i)
{
    ll ans=0;
    while(i>0)
    {
        ans+=bit[i];
        i-=i&-i;
    }
    return ans;
}
int n;
void add(int i,int x)
{
    while(i<=n)
    {
        bit[i]+=(ll)x;
        i+=i&-i;
    }
}
int main()
{
    scanf("%d",&n);
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        int a;scanf("%d",&a);
        add(i,a);
    }
    int m;scanf("%d",&m);
    while(m--)
    {
        int s;scanf("%d",&s);
        int a,b,c;
        if(s==1)
        {
            scanf("%d%d",&a,&c);
            add(a,c);
        }
        else
        {
            scanf("%d%d",&a,&b);
            printf("%lld\n",sum(b)-sum(a-1));
        }
    }
    return 0;
}

T2:
codevs1081 线段树练习2

区间修改点查询,树状数组裸题。
维护的数列变成一个新数列。
附模板:

#include
#include
#include
using namespace std;
const int size=100010;
int bit[size],n,num[size];
void add(int x,int d)
{
    for(int i=x;i<=n;i+=i&-i)
    {
        bit[i]+=d;
    }
}
int ask(int x)
{
    int ans=0;
    for(int i=x;i>0;i-=i&-i)
    {
        ans+=bit[i];
    }
    return ans;
}

int main()
{
    scanf("%d",&n);
    int sum=0;
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        scanf("%d",&num[i]);
    }
    int m;
    scanf("%d",&m);
    while(m--)
    {
        int s;
        scanf("%d",&s);
        if(s==1)
        {
            int a,b,c;
            scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);
            add(a,c);
            add(b+1,-c);
        }
        else
        {
            int x;
            scanf("%d",&x);
            printf("%d\n",num[x]+ask(x));
        }
    }
    return 0;
}

T3:
poj3468 A Simple Problem with Integers

线段树裸题,区间修改区间查询。不过我上面说过,树状数组也可以做到,这里不想说,因为太麻烦了…

附线段树模板:

#include
#include
#include
using namespace std;
const int size=100010;
typedef long long ll;
struct segment{
    int l,r;
    ll sum,add;
}tree[size*4];

void updata(int p)
{
    tree[p].sum=tree[p*2].sum+tree[p*2+1].sum;
}
void build(int p,int l,int r)
{
    tree[p].l=l;
    tree[p].r=r;
    if(l==r)
    {
        scanf("%lld",&tree[p].sum);
        return ;
    }
    int mid=(l+r)>>1;
    build(p*2,l,mid);
    build(p*2+1,mid+1,r);
    updata(p);
}

void spread(int p)
{
    if(tree[p].add)
    {
        tree[p*2].add+=tree[p].add;
        tree[p*2].sum+=tree[p].add*(tree[p*2].r-tree[p*2].l+1);
        tree[p*2+1].sum+=tree[p].add*(tree[p*2+1].r-tree[p*2+1].l+1);
        tree[p*2+1].add+=tree[p].add;
        tree[p].add=0;
    }
}

void change(int p,int l,int r,ll d)
{
    if(l<=tree[p].l&&tree[p].r<=r)
    {
        tree[p].add+=d;
        tree[p].sum+=d*(tree[p].r-tree[p].l+1);
        return ;
    }
    spread(p);
    int mid=(tree[p].l+tree[p].r)>>1;
    if(l<=mid) change(p*2,l,r,d);
    if(mid*2+1,l,r,d);
    updata(p);
}
ll ask(int p,int l,int r)
{
    if(l<=tree[p].l&&tree[p].r<=r)
    {
        return tree[p].sum;
    }
    spread(p);
    int mid=(tree[p].l+tree[p].r)>>1;
    ll ans=0;
    if(l<=mid) ans+=ask(p*2,l,r);
    if(mid*2+1,l,r);
    return ans;
}

int main()
{
    int n,m;
    scanf("%d%d",&n,&m);
    build(1,1,n);
    while(m--)
    {
        char s;
        cin>>s;
        int a,b;
        scanf("%d%d",&a,&b);
        if(s=='Q')
        {
            printf("%lld\n",ask(1,a,b));
        }
        else
        {
            ll c;
            scanf("%lld",&c);
            change(1,a,b,c);
        }
    }
    return 0;
}

T4:

poj3321 Apple Tree

给你一棵树,要求支持修改单个点权,查询某个子树的点权和。(具体请看题)

树状数组维护dfs序,记录一个点x出现的第一次的位置pre[x]和第二次出现的位置suf[x],则这两个位置之间所有的数则是x的子树。所以用树状数组维护,初始化把所有的suf[x](或者是pre[x])赋为1,修改则只修改suf[x](或者是pre[x]),查询则输出[1,suf[x]]-[1,pre[x]]即可。

代码:

#include
#include
using namespace std;
const int size=200010;
int head[size],nxt[size],to[size],tot=0;
int n;
void build(int f,int t)
{
    to[++tot]=t;
    nxt[tot]=head[f];
    head[f]=tot;
}
int pre[size],suf[size],clock=0;
int bit[size*2];

void add(int x,int d)
{
    for(int i=x;i<=clock;i+=i&(-i))
    {
        bit[i]+=d;
    }
}
bool vis[size];
void dfs(int u)
{
    pre[u]=++clock;
    vis[u]=1;
    for(int i=head[u];i;i=nxt[i])
    {
        int v=to[i];
        if(!vis[v]) dfs(v);
    }
    suf[u]=++clock;
}
int sum(int x)
{
    int ans=0;
    for(int i=x;i>0;i-=i&-i)
    {
        ans+=bit[i];
    }
    return ans;
}
bool ss[size];
int main()
{
    scanf("%d",&n);
    for(int i=1;i<=n-1;i++)
    {
        int a,b;
        scanf("%d%d",&a,&b);
        build(a,b);
        build(b,a);
    }
    dfs(1);
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        add(suf[i],1);
    }
/*  puts("");
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        cout<

    int m;
    scanf("%d",&m);
    while(m--)
    {
        char s;
        int x;
        cin>>s;
        scanf("%d",&x);
        if(s=='C')
        {
            if(!ss[x])
            {
                add(suf[x],-1);
                ss[x]=1;
            }
            else
            {
                add(suf[x],1);
                ss[x]=0;                
            }
        }
        else
        {
            printf("%d\n",sum(suf[x])-sum(pre[x]));
        }
    }
    return 0;
}

/*
5
1 2
2 3
3 4
4 5
10
Q 1
*/

T5:

poj2352 Stars

给你n个星星的坐标x,y,定义星星的等级为【这个星星左下角的星星个数(包含当前行和列)】,输出等级为0到n-1的星星个数。
输入保证按升序,y相同则x升序。
【以上是在平面直角坐标系中】

乍一看:二维树状数组!再一看数据范围:1w5 QAQ

但输入有一个奇怪的特性。星星u的等级=比u的x坐标小的已输入的星星的个数。于是转化成了一维问题,树状数组维护。
哦对,坐标有可能是0,所以树状数组维护的时候别忘了+1。
顺便说一句,排序可以把一些二维问题转换成一维问题。

代码有些放肆,我交450了:

#include
#include
using namespace std;
const int size=12450;
int bit[size * 9],ans[size * 9];

void add(int x,int d)
{
    for(int i=x;i<=size * 3 + 450;i+=i&-i)
    {
        bit[i]+=d;
    }
}

int ask(int x)
{
    int ans=0;
    for(int i=x;i;i-=i&-i)
    {
        ans+=bit[i];
    }
    return ans;
}
void scan(int &n)
{
    n=0;
    char a=getchar();
    while(a<'0'||a>'9') a=getchar();
    while(a>='0'&&a<='9') n*=10,n+=a-'0',a=getchar();
}

int main()
{
    int n;
    scan(n);
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        int x,y;
        scan(x);scan(y);
        ans[ask(x+1)]++;
        add(x+1,1);
    }

    for(int i=0;i<=n-1;i++)
    printf("%d\n",ans[i]);
    return 0;
}

先这些吧,又有新的单独开一篇QwQ

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