ACM-线段树

http://blog.csdn.net/libin56842/article/details/8530197

基础可以看上面这篇文章

风格:

maxn是题目给的最大区间,而节点数要开4倍,确切的说……

lson和rson辨别表示结点的左孩子和右孩子。

PushUp(int rt)是把当前结点的信息更新到父节点

PushDown(int rt)是把当前结点的信息更新给孩子结点。

rt表示当前子树的根(root),也就是当前所在的结点。

思想:

对于每个非叶节点所标示的结点 [a,b],其做孩子表示的区间是[a,(a+b)/2],其右孩子表示[(a+b)/2,b].

构造:

ACM-线段树

离散化和线段树:

题目:x轴上有若干个线段,求线段覆盖的总长度。

普通解法:设置坐标范围[min,max],初始化为0,然后每一段分别染色为1,最后统计1的个数,适用于线段数目少,区间范围小。

离散化的解法:离散化就是一一映射的关系,即将一个大坐标和小坐标进行一一映射,适用于线段数目少,区间范围大。

例如:[10000,22000],[30300,55000],[44000,60000],[55000,60000].

第一步:排序 10000 22000 30300 44000 55000 60000

第二部:编号 1        2        3         4       5         6

第三部:用编号来代替原数,即小数代大数 。

[10000,22000]~[1,2]

[30300,55000]~[3,5]

[44000,60000]~[4,6]

[55000,60000]~[5,6]

然后再用小数进行普通解法的步骤,最后代换回去。

线段树的解法:线段树通过建立线段,将原来染色O(n)的复杂度减小到 log(n),适用于线段数目多,区间范围小的情况。

离散化的线段树:适用于线段数目多,区间范围大的情况。

构造:

动态数据结构:

struct node{

node* left;

node* right;

……

}

静态全局数组模拟(完全二叉树):

struct node{

int left;

int right;

……

}Tree[MAXN]

http://www.xuebuyuan.com/1470670.html

线段树主要用四种用法

单点更新:

模板:

单点增减,查询线段和

struct node
{
int l,r,c;
}T[MAXN*]; void PushUp(int rt)
{
T[rt].c = T[rt<<].c + T[(rt<<)+].c;
} void build(int l,int r,int x)
{
T[x].l = l;
T[x].r = r;
T[x].c = ;
if (l == r) return;
int mid = (l+r)>>;
build(l,mid,x<<);
build(mid+,r,(x<<) + );
} void update(int val,int l,int x)
{
if(T[x].l == T[x].r && T[x].l == l)
{
T[x].c += val;
return;
}
int mid = (T[x].l + T[x].r)>>;
if (l > mid)
{
update(val,l,(x<<) + );
}
else
{
update(val,l,x<<);
}
PushUp(x);
} int n,m,ans; void query(int l,int r,int x)
{
if(T[x].l == l && T[x].r == r)
{
ans += T[x].c;
return;
}
int mid = (T[x].l + T[x].r)>>;
if (l > mid)
{
query(l,r,(x<<)+);
}
else if(r<=mid)
{
query(l,r,(x<<));
}
else
{
query(l,mid,(x<<));
query(mid+,r,(x<<)+);
}
}

HDU 1166

#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <algorithm>
#include <stack>
#include <queue>
#include <cctype>
#include <vector>
#include <iterator>
#include <set>
#include <map>
#include <sstream>
using namespace std; #define mem(a,b) memset(a,b,sizeof(a))
#define pf printf
#define sf scanf
#define spf sprintf
#define pb push_back
#define debug printf("!\n")
#define MAXN 55555
#define MAX(a,b) a>b?a:b
#define blank pf("\n")
#define LL long long
#define ALL(x) x.begin(),x.end()
#define INS(x) inserter(x,x.begin())
#define pqueue priority_queue
#define INF 0x3f3f3f3f struct node
{
int l,r,c;
}T[MAXN*]; void PushUp(int rt)
{
T[rt].c = T[rt<<].c + T[(rt<<)+].c;
} void build(int l,int r,int x)
{
T[x].l = l;
T[x].r = r;
T[x].c = ;
if (l == r) return;
int mid = (l+r)>>;
build(l,mid,x<<);
build(mid+,r,(x<<) + );
} void update(int val,int l,int x)
{
if(T[x].l == T[x].r && T[x].l == l)
{
T[x].c += val;
return;
}
int mid = (T[x].l + T[x].r)>>;
if (l > mid)
{
update(val,l,(x<<) + );
}
else
{
update(val,l,x<<);
}
PushUp(x);
} int n,m,ans; void query(int l,int r,int x)
{
if(T[x].l == l && T[x].r == r)
{
ans += T[x].c;
return;
}
int mid = (T[x].l + T[x].r)>>;
if (l > mid)
{
query(l,r,(x<<)+);
}
else if(r<=mid)
{
query(l,r,(x<<));
}
else
{
query(l,mid,(x<<));
query(mid+,r,(x<<)+);
}
} int main()
{
int t,i,kase=;
char d[];
sf("%d",&t);
while(t--)
{
mem(T,);
pf("Case %d:\n",kase++);
sf("%d",&n);
build(,n,);
for(i=;i<=n;i++)
{
int tmp;
sf("%d",&tmp);
update(tmp,i,);
} while (sf("%s",d) != EOF)
{
if (d[] == 'E') break;
int x, y;
sf("%d%d", &x, &y);
if (d[] == 'Q')
{
ans = ;
query(x,y,);
pf("%d\n",ans);
}
if (d[] == 'S') update(-y,x,);
if (d[] == 'A') update(y,x,);
}
}
return ;
}

单点替换,查询线段最高

模板:

struct node
{
int l,r,c;
}T[MAXN*]; void PushUp(int rt)
{
T[rt].c = max(T[rt<<].c,T[(rt<<)+].c);
} void build(int l,int r,int x)
{
T[x].l = l;
T[x].r = r;
T[x].c = ;
if (l == r) return;
int mid = (l+r)>>;
build(l,mid,x<<);
build(mid+,r,(x<<) + );
} void update(int val,int l,int x)
{
if(T[x].l == T[x].r && T[x].l == l)
{
T[x].c = val;
return;
}
int mid = (T[x].l + T[x].r)>>;
if (l > mid)
{
update(val,l,(x<<) + );
}
else
{
update(val,l,x<<);
}
PushUp(x);
} int n,m,ans; void query(int l,int r,int x)
{
if(T[x].l == l && T[x].r == r)
{
ans = max(ans,T[x].c);
return;
}
int mid = (T[x].l + T[x].r)>>;
if (l > mid)
{
query(l,r,(x<<)+);
}
else if(r<=mid)
{
query(l,r,(x<<));
}
else
{
query(l,mid,(x<<));
query(mid+,r,(x<<)+);
}
}

hdu 1754

这边要注意,输入字符不要用%c,会导致一些难以预料的问题

#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <algorithm>
#include <stack>
#include <queue>
#include <cctype>
#include <vector>
#include <iterator>
#include <set>
#include <map>
#include <sstream>
using namespace std; #define mem(a,b) memset(a,b,sizeof(a))
#define pf printf
#define sf scanf
#define spf sprintf
#define pb push_back
#define debug printf("!\n")
#define MAXN 200005
#define MAX(a,b) a>b?a:b
#define blank pf("\n")
#define LL long long
#define ALL(x) x.begin(),x.end()
#define INS(x) inserter(x,x.begin())
#define pqueue priority_queue
#define INF 0x3f3f3f3f struct node
{
int l,r,c;
}T[MAXN*]; void PushUp(int rt)
{
T[rt].c = max(T[rt<<].c,T[(rt<<)+].c);
} void build(int l,int r,int x)
{
T[x].l = l;
T[x].r = r;
T[x].c = ;
if (l == r) return;
int mid = (l+r)>>;
build(l,mid,x<<);
build(mid+,r,(x<<) + );
} void update(int val,int l,int x)
{
if(T[x].l == T[x].r && T[x].l == l)
{
T[x].c = val;
return;
}
int mid = (T[x].l + T[x].r)>>;
if (l > mid)
{
update(val,l,(x<<) + );
}
else
{
update(val,l,x<<);
}
PushUp(x);
} int n,m,ans; void query(int l,int r,int x)
{
if(T[x].l == l && T[x].r == r)
{
ans = max(ans,T[x].c);
return;
}
int mid = (T[x].l + T[x].r)>>;
if (l > mid)
{
query(l,r,(x<<)+);
}
else if(r<=mid)
{
query(l,r,(x<<));
}
else
{
query(l,mid,(x<<));
query(mid+,r,(x<<)+);
}
} int main()
{
int t,i,kase=;
while(sf("%d%d",&n,&m)==)
{
build(,n,);
for(i=;i<=n;i++)
{
int tmp;
sf("%d",&tmp);
update(tmp,i,);
}
while (m--)
{
int x,y;
char d[]; sf("%s %d %d",d,&x, &y);
//pf("%s %d %d\n",d,x,y);
if (d[] == 'Q')
{
ans = ;
query(x,y,);
pf("%d\n",ans);
}
if (d[] == 'U') update(y,x,);
}
}
return ;
}

成段更新

(通常这对初学者来说是一道坎),需要用到延迟标记(或者说懒惰标记),简单来说就是每次更新的时候不要更新到底,用延迟标记使得更新延迟到下次需要更新or询问到的时候

http://blog.sina.com.cn/s/blog_a2dce6b30101l8bi.html

区间替换,求总和

数组要开4倍才够

第一种思路,标记

模板:

struct node
{
int l,r,c,f;
}T[MAXN<<2]; void PushUp(int rt)
{
T[rt].c = T[rt<<].c + T[(rt<<)+].c;
//pf("%d %d\n",rt,T[rt].c);
} void PushDown(int rt,int m)
{
if(T[rt].f)
{
T[rt<<].f = T[(rt<<) + ].f = T[rt].f;
T[rt<<].c = T[rt].f * (m-(m>>));
T[(rt<<)+].c = T[rt].f * (m>>);
T[rt].f = ;
}
} void build(int l,int r,int x)
{
T[x].l = l;
T[x].r = r;
T[x].c = ;
T[x].f = ;
if (l == r) return;
int mid = (l+r)>>;
build(l,mid,x<<);
build(mid+,r,(x<<) + );
PushUp(x);
} void update(int val,int L,int R,int l,int r,int x)
{
if(L <= l && r <= R)
{
T[x].f = val;
T[x].c = val*(r-l+);
//pf("%d %d %d\n",T[x].c,l,r);
return;
}
PushDown(x,r-l+);
//pf("%d %d %d %d %d %d\n",val,L,R,l,r,x); int mid = (l + r)>>;
if (L <= mid)
{
update(val,L,R,l,mid,x<<);
}
if(R > mid)
{
update(val,L,R,mid+,r,x<<|);
}
PushUp(x);
}

第二种思路,杂色

struct node
{
int l,r,c;
}T[MAXN<<]; void PushUp(int rt)
{
T[rt].c = T[rt<<].c + T[(rt<<)+].c;
} void PushDown(int rt)
{
if(T[rt].c != -)//如果该区间只有一种颜色
{
T[rt<<].c = T[rt<<|].c = T[rt].c;//由于后面必定对子树操作,所以更新子树的值等于父亲的值
T[rt].c = -;//由于该区域颜色与修改不同,而且不是给定区域,所以该区域必定为杂色
}
} void build(int l,int r,int x)
{
T[x].l = l;
T[x].r = r;
T[x].c = ;
if (l == r) return;
int mid = (l+r)>>;
build(l,mid,x<<);
build(mid+,r,(x<<) + );
} void update(int val,int L,int R,int x)
{
if(T[x].c == val) return;//相同则不用修改了
if(T[x].l == L && T[x].r == R)//找到了区间,直接更新
{
T[x].c = val;
return;
}
PushDown(x); //父区间为杂色时对所有子节点进行操作
int mid = (T[x].l + T[x].r)>>;
if(L>mid)
update(val,L,R,x<<|);
else if(R<=mid)
update(val,L,R,x<<);
else
{
update(val,L,mid,x<<);
update(val,mid+,R,x<<|);
}
}

hdu 1698

http://www.tuicool.com/articles/j6N3eaz

这里链接的其实不对,要求总和,所以每个点不能初始化为1

#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <algorithm>
#include <stack>
#include <queue>
#include <cctype>
#include <vector>
#include <iterator>
#include <set>
#include <map>
#include <sstream>
using namespace std; #define mem(a,b) memset(a,b,sizeof(a))
#define pf printf
#define sf scanf
#define spf sprintf
#define pb push_back
#define debug printf("!\n")
#define MAXN 100000 + 5
#define MAX(a,b) a>b?a:b
#define blank pf("\n")
#define LL long long
#define ALL(x) x.begin(),x.end()
#define INS(x) inserter(x,x.begin())
#define pqueue priority_queue
#define INF 0x3f3f3f3f struct node
{
int l,r,c,f;
}T[MAXN<<2]; void PushUp(int rt)
{
T[rt].c = T[rt<<].c + T[(rt<<)+].c;
//pf("%d %d\n",rt,T[rt].c);
} void PushDown(int rt,int m)
{
if(T[rt].f)
{
T[rt<<].f = T[(rt<<) + ].f = T[rt].f;
T[rt<<].c = T[rt].f * (m-(m>>));
T[(rt<<)+].c = T[rt].f * (m>>);
T[rt].f = ;
}
} void build(int l,int r,int x)
{
T[x].l = l;
T[x].r = r;
T[x].c = ;
T[x].f = ;
if (l == r) return;
int mid = (l+r)>>;
build(l,mid,x<<);
build(mid+,r,(x<<) + );
PushUp(x);
} void update(int val,int L,int R,int l,int r,int x)
{
if(L <= l && r <= R)
{
T[x].f = val;
T[x].c = val*(r-l+);
//pf("%d %d %d\n",T[x].c,l,r);
return;
}
PushDown(x,r-l+);
//pf("%d %d %d %d %d %d\n",val,L,R,l,r,x); int mid = (l + r)>>;
if (L <= mid)
{
update(val,L,R,l,mid,x<<);
}
if(R > mid)
{
update(val,L,R,mid+,r,x<<|);
}
PushUp(x);
} int n,m,ans; void query(int l,int r,int x)
{
if(T[x].l == l && T[x].r == r)
{
ans += T[x].c;
return;
}
int mid = (T[x].l + T[x].r)>>;
if (l > mid)
{
query(l,r,(x<<)+);
}
else if(r<=mid)
{
query(l,r,(x<<));
}
else
{
query(l,mid,(x<<));
query(mid+,r,(x<<)+);
}
} int a[MAXN]; int main()
{
int t,i,kase=;
sf("%d",&t);
while(t--)
{
sf("%d",&n);
build(,n,);
sf("%d",&m);
for(i=;i<=m;i++)
{
int x,y,z;
sf("%d%d%d",&x,&y,&z);
update(z,x,y,,n,);
}
pf("Case %d: The total value of the hook is %d.\n",kase++,T[].c);
}
return ;
}

区间增减,区间求和

模板:

struct node
{
LL l,r,c,f;
}T[MAXN<<]; void PushUp(int rt)
{
T[rt].c = T[rt<<].c + T[(rt<<)+].c;
//pf("%d %d\n",rt,T[rt].c);
} void PushDown(int rt,int m)
{
if(T[rt].f)
{
T[rt<<].f += T[rt].f;
T[(rt<<) + ].f += T[rt].f;
T[rt<<].c += T[rt].f * (m-(m>>));
T[(rt<<)+].c += T[rt].f * (m>>);
T[rt].f = ;
}
} void build(int l,int r,int x)
{
T[x].l = l;
T[x].r = r;
T[x].f = ;
T[x].c = ;
if(l==r) return;
int mid = (l+r)>>;
build(l,mid,x<<);
build(mid+,r,(x<<) + );
} void update(int val,int L,int R,int l,int r,int x)
{
if(L <= l && r <= R)
{
T[x].f += val;
T[x].c += val*(r-l+);
//pf("%d %d %d\n",T[x].c,l,r);
return;
}
PushDown(x,r-l+);
//pf("%d %d %d %d %d %d\n",val,L,R,l,r,x); int mid = (l + r)>>;
if (L <= mid)
{
update(val,L,R,l,mid,x<<);
}
if(R > mid)
{
update(val,L,R,mid+,r,x<<|);
}
PushUp(x);
} LL ans; int n,m; void query(int L,int R,int l,int r,int x)
{
if(L <= l && r <= R)
{
ans += T[x].c;
return;
}
PushDown(x,r-l+);
int mid = (l + r)>>;
if(L <= mid) query(L,R,l,mid,x<<);
if(R > mid) query(L,R,mid+,r,x<<|);
PushUp(x);
}

poj 3468

#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <algorithm>
#include <stack>
#include <queue>
#include <cctype>
#include <vector>
#include <iterator>
#include <set>
#include <map>
#include <sstream>
using namespace std; #define mem(a,b) memset(a,b,sizeof(a))
#define pf printf
#define sf scanf
#define spf sprintf
#define pb push_back
#define debug printf("!\n")
#define MAXN 111111 + 5
#define MAX(a,b) a>b?a:b
#define blank pf("\n")
#define LL long long
#define ALL(x) x.begin(),x.end()
#define INS(x) inserter(x,x.begin())
#define pqueue priority_queue
#define INF 0x3f3f3f3f struct node
{
LL l,r,c,f;
}T[MAXN<<]; void PushUp(int rt)
{
T[rt].c = T[rt<<].c + T[(rt<<)+].c;
//pf("%d %d\n",rt,T[rt].c);
} void PushDown(int rt,int m)
{
if(T[rt].f)
{
T[rt<<].f += T[rt].f;
T[(rt<<) + ].f += T[rt].f;
T[rt<<].c += T[rt].f * (m-(m>>));
T[(rt<<)+].c += T[rt].f * (m>>);
T[rt].f = ;
}
} void build(int l,int r,int x)
{
T[x].l = l;
T[x].r = r;
T[x].f = ;
if(l==r)
{
scanf("%I64d",&T[x].c);
return;
}
int mid = (l+r)>>;
build(l,mid,x<<);
build(mid+,r,(x<<) + );
PushUp(x);
} void update(int val,int L,int R,int l,int r,int x)
{
if(L <= l && r <= R)
{
T[x].f += val;
T[x].c += val*(r-l+);
//pf("%d %d %d\n",T[x].c,l,r);
return;
}
PushDown(x,r-l+);
//pf("%d %d %d %d %d %d\n",val,L,R,l,r,x); int mid = (l + r)>>;
if (L <= mid)
{
update(val,L,R,l,mid,x<<);
}
if(R > mid)
{
update(val,L,R,mid+,r,x<<|);
}
PushUp(x);
} LL ans; int n,m; void query(int L,int R,int l,int r,int x)
{
if(L <= l && r <= R)
{
ans += T[x].c;
return;
}
PushDown(x,r-l+);
int mid = (l + r)>>;
if(L <= mid) query(L,R,l,mid,x<<);
if(R > mid) query(L,R,mid+,r,x<<|);
} int main()
{
int t,i,kase=;
while(~sf("%d%d",&n,&m))
{
build(,n,);
/*
for(i=1;i<=n;i++)
{
int tmp;
sf("%d",&tmp);
update(tmp,i,i,1,n,1);
}
*/
for(i=;i<=m;i++)
{
int x,y,z;
char s[];
sf("%s",s);
if(s[]=='Q')
{
ans = ;
sf("%d%d",&x,&y);
query(x,y,,n,);
pf("%I64d\n",ans);
}
else
{
sf("%d%d%d",&x,&y,&z);
update(z,x,y,,n,);
}
}
}
return ;
}
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