树状数组详解与应用领域 c++ --二次元的programmer的博客

这是本蒟蒻的第一篇博客,如有不妥,请各位大佬加以指正。

树状数组是什么?

学树状数组首先当然要知道树状数组是什么。下面是我粘过来的定义:
树状数组的定义
树状数组的查询和修改的时间复杂度都是log(n),空间复杂度则为O(n),这是因为树状数组通过将线性结构转化成树状结构,从而利用位运算进行跳跃式扫描。通常使用在高效的计算数列的前缀和,区间和。
(其实你只需要知道它的时间空间复杂度就行了,应用领域后文会讲)

跳跃式扫描的实现原理

树状数组详解与应用领域 c++ --二次元的programmer的博客_第1张图片
小东西长得真别致
如上图:我们可以把C数组当成管理者,把A数组当成员工。A数组存的是原始数据,C数组存的是它指向的所有元素的和。一个管理者至少管理一名员工。
经过细心观察(鬼才能看出来。。。),我们可以发现管理者的编号的二进制与他管理员工的数目有着一些 微妙 的关系。

管理者编号 编号的二进制 管理员工数目
1 0001 1
2 0010 2
3 0011 1
4 0100 4
.。。。 。。。 。。。
8 1000 8

树状数组详解与应用领域 c++ --二次元的programmer的博客_第2张图片
你可能会疑惑:有什么鬼关系?看起来二者毫无关系。但是,观察二进制那一栏,你会发现把从右往左数遇到第一个1的途中经过的0的个数作为2的次幂恰好是管理员工的个数。

拿3号管理者为例:它的二进制数从右往左数遇到第一个1所经过的0的个数为0,2的0次幂是1,所以3号管理者管一名员工。又如,8号管理者的二进制数从右往左数遇到第一个1所经过的0的个数为3,2的3次幂是8,所以8号管理者管八名员工。知道了这个,我们就能很方便的实现跳跃搜索。

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