线段树总结

单点更新:

  这里就能开始说明树的节点可以有 一条线段  一个单点增量 等意义,而非是一个区间。

  和传统意义上的实现。在这个问题上。线段树是优化了查询的时间。延长了更新时间。但是平摊下来。线段树优化了不少的时间

新技能get!

(一):build 时最后的节点可以直接输入。

void build(int rt,int l,int r)
{
    if(l==r)
    {
        scanf("%d",&tree[rt]);
        return;                    //容易忘记
    }
    int mid = (l+r)>>1;
    build(lson);
    bulid(rson);
    PushUp(rt);
}
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(二):ACM操作识别的时候发现如果是有限的单词数以及长度。只要找简单的不同即可。

比如题设要求 Query 1 3 Add 1 4 那读取字符串后只要检查第一个字母即可。

(三):#define lson rt<<1,l,mid  

   #define rson rt<<1|1,mid+1,r

此情况下问题分类:

区间和值问题:兵营

区间最值问题:I hate it!

区间统计个数问题(逆序数):查询和更新放在一块

区间最优最值问题:要最优只要认为控制访问时候的优先方向,同样有查询和更新放在一块,其实是I hate it控制方向而已

成段更新:

   此时的更新就有点意思了。比正常的不用线段树的更新更有效率。主要用到了lazy-tag思想。抽象描述就是好比

   你有线段树 1~10。要更新1~5的值。是让1~5的每个兵营(兵营例子)都增加1个兵。那么你更新到1~5这个区间的时候。

   就停止继续更新下去。并且。 假设1~5 这个区间的rt(位置,效仿notonlysuccess大神)的值 即 tree[rt]+= (r-l+1) 并且col[rt] = 1;

   

细节处理:

(一):解析一下PushDown这个方法。当你需要左孩子的时候右孩子同样会被更新。并且当你需要更新这个节点的时候。这个节点的父节点也必须被更新。当你查询的时候 这个节点也必须检查更新。所以这个方法的位置是关键的。也就是在你update 以及 query,判断终点判断完了之后,就进行向下更新!col可以在方法里面进行判断。标记记得清空。

(二):关于query时 R>=r&&L<=l的可行性以及col[] 使用 "+=" 的原因

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#define lson l,mid,rt<<1
#define rson mid+1,r,rt<<1|1
int tree[20];//10W*4
int add[20];
void PushUp(int rt)
{
    tree[rt] = tree[rt<<1]+tree[rt<<1|1];
}
//左边是 (m+1)>>1 右边是 m>>1
void PushDown(int rt,int m)
{
    add[rt<<1] += add[rt];
    add[rt<<1|1] += add[rt];
    tree[rt<<1] +=  add[rt]*((m+1)>>1);
    tree[rt<<1|1] += add[rt]*(m>>1);
    add[rt] = 0;
}
void build(int l,int r,int rt)
{
    add[rt] = 0;
    if (l==r)
    {
        scanf("%d",&tree[rt]);
        return;
    }
    int mid = (l+r)>>1;
    build(lson);
    build(rson);
    PushUp(rt);
}

void update(int l,int r,int rt,int L,int R,int ad)
{
    //由于R和L 始终没有发生变化。
    //这样只影响第三种情况。
    //也就是  l mid L R  mid+1 r L R 这个时候迅速返回的
    //包含的话 就返回。否则的话。继续缩小。
    if(R>=r&&L<=l)
    {
        tree[rt] += ad*(r-l+1);
        //不能用R-L+1.
        add[rt] += ad;
        return;
    }
    PushDown(rt,r-l+1);
    int mid = (l+r)>>1;
    if(R<=mid)
    {
        update(lson,L,R,ad);
    }
    else if(L>mid)
    {
        update(rson,L,R,ad);
    }
    else
    {
        update(lson,L,R,ad);
        update(rson,L,R,ad);
    }
    PushUp(rt);
}
int query(int l,int r,int rt,int L,int R)
{
    if(R>=r&&L<=l)
    {
        return tree[rt];
    }
    PushDown(rt,r-l+1);
    int mid = (l+r)>>1;
    if(R<=mid)
    {
        return query(lson,L,R);
    }
    else if(L>mid)
    {
        return query(rson,L,R);
    }
    else
    {
        return query(lson,L,R)+query(rson,L,R);
    }
}
int main()
{
    int N,T;
    char s[10];
    int L,R,ad;
    while(scanf("%d%d",&N,&T)!=EOF)
    {
        build(1,N,1);
        while(T--)
        {
            scanf("%s",s);
            if(s[0]=='C')
            {
                scanf("%d%d%d",&L,&R,&ad);
                update(1,N,1,L,R,ad);
            }
            else
            {
                scanf("%d%d",&L,&R);
                printf("%d
",query(1,N,1,L,R));
            }
        }
    }
}
//add[] += 的问题 比如一个东西的右孩子。我们对于加法问题。
//其上一个增量会被复写掉。并且没有被使用过。
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新技能get

(一):去重复

材料:sort之后的int X[](第0位开始装). int m (为容量).int n = 1.

n = 1;
for(i=1;i<m;i++)
{
    if(X[i]!=X[i-1])
    {
        X[n++] = X[i];
    }
}
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(二):根据某种条件在数组中"插入"元素

PS:此处的条件是存储的数据是否相邻,(数据都是整数。也就是为了离散化后。不是相邻的数据仍不是相邻的)

材料:sort之后的int X[](第0位开始装). int m (为容量).int n = 1.

n = m;
for(i=1;i<m;i++)
{
    if(X[i]!=X[i-1]+1)
    {
        X[n++] = X[i-1]+1; 
    }
}
sort(X,X+n);
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注意:当离散化要考虑连续性,补全性的时候要使用这个来填充"空白"。

(三):简单HASH 用来判断是否再次出现过.

(四):线段树来表示区间。比如 1-5 .

我们可以有   1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

                    1    2    3    4    5

开1-10的树。在输入区间的时候处理成线段树需要的线段。输出的时候处理成区间即可。

[1 = 1

(1 = 2

1] = 2

1) = 1

注意 l  和  r 如果 (1,1) -> 2,1 明显要判断跳过。(1,1] -> 2,2 也是不可以的吧。

[1,1] -> 1,2 所以必须是 r>=l+1

此情况下的问题分类:

(一): 单点更新的所有题型

(二):区间覆盖问题

1:Just a hook 是覆盖出来的价值的。

PushUp 显而易见。为何即可

2:Mayor’s posters。是覆盖不同的海报。问题是最后有多少张海报能看见(用HASH)

所以树存储的是色块。(是否可以是色块数呢?这样的话向上更新并不好更新。而此时是需要更新的。直接输出tree[1]嘛。)

这个时候并不好PushUp 并且也不需要PushUp.至于此时不需要PushUp的原因在于我们最后搜索的时候是把树都原原本本地搜索一次。

此时的线段树只是存储之用。值得注意的是。这个时候树可以和标记数组在一个数组上。PushDown时需要弄成-1.因为需要PushDown的时候

说明这个色块已经不是统一的色块了。

3:假如是这样的一个问题.你可以放置阴影也可以取消阴影.

当然也可以用色块法.

线段树的含义不变,还是存储的是 色块。是这个区间就是这个色块的色块。而不是说存在被覆盖。当然定义成存在也是可行的。

我个人感觉也可以

使用PushUp(int rt)

{

  if(左孩子和右孩子都被覆盖了)

  {

    tree[rt] = 1;

  }

  else

  {

    tree[rt] = 0;

  }

}

那么PushDown的时候呢并不需要修改tree。所以tree col要分开。

 

区间合并:

  处理连续区间问题。最长连续区间。具体原理就是该点的最长连续区间有三种获取途径。

  该点的最长连续区间 = max(左孩子的最长连续区间,右孩子的最长连续区间,由左右孩子一起构成的)

  重点在于第三种情况。为了处理这种情况。我们要维护节点从左开始数的最长连续区间(即最左的那个点算进去)-> 左区间

  同理也需要维护右区间.

  那么第三种情况就是 左孩子的右区间(rtree[rt<<1]) + 右孩子的左区间(ltree[rt<<1|1]).

  之后是lsum rsum 的维护问题了。

  具体维护:树存储的是 最长连续空区间的长度

      build 时明显是初始化为r-l+1

      PushUp 时该点的左区间 是左孩子的左区间。如果左孩子的左区间== (r-l+1) 这里的l和r是左孩子的。左孩子是 m-(m>>1)

           这个时候就要加上右孩子的左区间了。

//材料:ltree[] rtree[] tree[] rt m 
void PushUp(int rt,int m)
{
    ltree[rt] = ltree[rt<<1];
    rtree[rt] = rtree[rt<<1|1];
    if(ltree[rt] == m-(m>>1))
    {
        ltree[rt] += ltree[rt<<1|1];
    }
    if(rtree[rt] == m>>1)
    {
        rtree[rt] += rtree[rt<<1]; 
    }
    tree[rt] = max(tree[rt<<1],tree[rt<<1|1],rtree[rt<<1]+ltree[rt<<1|1]); //这个别忘记了
}
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      PushDown 时先要注意cover的状态划分 -1 表示 这个点内有些区间被覆盖有些没有实际效果就是不用处理 0表示这个区间均没有被覆盖

               然后先不考虑cover如何 继续考虑ltree rtree。

            值得处理的标志是cover  = 0或者1 的时候

            如果 = 0。那么左孩子的 ltree rtree tree 均 = 0,否则 = m-(m>>1).

void PushDown(int rt,int m)
{
    if(cover[rt] != -1)
    {
        cover[rt<<1] = cover[rt<<1|1] = cover[rt];
        tree[rt<<1] = ltree[rt<<1] = rtree[rt<<1] = cover[rt] ? 0:m-(m>>1);
        tree[rt<<1|1] = ltree[rt<<1|1] = rtree[rt<<1|1] = cover[rt] ? 0:(m?>>?1);
        cover[rt]=-1;
    }
}
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       update 时目标节点的更新也是整段的  0 1  三个值都 =  0 : r-l+1;

 细节处理:

(一):query 出来的最小l 可以与w 一起进行update操作的。 

新技能get!:

(一):处理连续区间。可以维护左区间和右区间来进行操作。

此情况下的问题分类:

(一):查找最长连续区间问题.

notonlysuccess 对于cover的处理。经常有这个mark 状态定义上面已经提到了。这个其实是col。 有时候要区分出来tree的本身值和 col

对于col并不需要PushUp 这个属性。因为下面都已经被更新过啦。所以要区分cover所处的是什么属性。

(二):查找最优最长连续区间问题.上述的规定前后查找顺序而已.

体现在query上

int query(int rt,int l,int r,int w)
{
    if(w>tree[1]){return -1;}//无法装下去
    if(l==r){return l;}
    PushDown(rt,r-l+1);
    int mid = (l+r)>>1;
    if(ltree[rt<<1] >= w){return query(lson,w);}
    else if(rtree[rt<<1]+ltree[rt<<1|1] >= w){return mid-rtree[rt<<1]+1;} //机智
    else {else return query(rson,w);
}
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思考:假如之前的贴海报(单点更新之区间最优最值问题)是贴矩形呢?.

   那我们维护的是最小长度为XX的最长连续区间咯?还待继续思考。

扫描线:

    关于这个我想引入开光和闭光的概念。这是需要画图解释的。具体解释就是处理这些面积周长可以分块进行处理。

          正如notonlysuccess大神所说的。把矩形分成上下两边。然后对X轴建树。

    其内部含义我是这样子理解的:一个矩形是由其下边。向上竖直发光 直到光线被上边给遮挡。这期间的光就构成了这个矩形。

    那么假如有多个矩形。我们把下边抽象成向上发光板。把上边抽象成遮光板。也就是代码中把下边弄成1 上边弄成-1

    然后分块进行面积的计算。你可以试着在图上把矩形的边长无限地扩大。之后你会发现其并面积可以分块求得。

    我的遮光和闭光是为了解释。为什么可以设置下边1 上边-1 然后当cnt >=1 的时候 就可以认为是len.(len是可以为下一分区贡献面积的长度。)

    因为凡是cnt >=1 的区域。还有光线向上。也就是还在不断地向上构造矩形。直到被遮光板给遮光。

    只要经过简单的思考。就能解决类似的并周长问题。 甚至是指定的覆盖次数的交面积问题。

细节:

(一):抽象出每一波数据。成线。 有属性上下边。以及l r y。

新技能get!:

(一):类似构造函数一般的写法

struct Seg{  
 double y,l,r;
 int s;
 Seg(){}
 Seg(double a,double b,double c,int d):l(a),r(b),h(c),s(d){}
 bool operator <(constSeg&cmp) const
 {
     return h<cmp.h;
 }
}ss[maxn];
/*
然后可以有这样的赋值
Seg(a,c,d,-1);
*/
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不枉做一种包裹数据的好方法。

 

此情况下的问题种类:

(一):矩形的并面积

(二):矩形的并区间

(三):矩形的指定覆盖次数的交面积

原文地址:https://www.cnblogs.com/Milkor/p/4309047.html