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可持久化线段树,意思是可以查询历史记录的线段树。又叫主席树。我们可以通过记录不同的根节点,并在每一个更新到的节点处新建必要的节点。询问不同版本的主席树,只需要进入不同的根节点即可。
例题:
给定n,m,输入n个数组成的数列,有m个询问,每次询问l,r这个区间中,第k小的数的值。
分析:
这个题可以巧妙运用主席树来解题。
首先对数列进行离散化。
我们令线段树的每一个节点,都代表排名为[i,j]区间内数字出现的次数。
假如我们每加入一个数,就新建一棵线段树,这一刻线段树大部分信息与前一棵一致,只是新加入的一个数相关的位置的信息发生了改变。相当于第i棵线段树,都维护的是[1,i]前i个数的信息。
发现对于区间查询[l,r]来说,对于任意一个排名位置上的数,它在这个区间里出现的次数,就是第r棵线段树上出现的次数减去第l-1棵线段树上出现的次数。同理,我们也可以利用这个前缀和思想算出来当询问[l,r]时,某个排名区间[i,j]里,所有的数出现的总次数。(只需要让两个版本的线段树中的对应区间的sum值相减即可。)
这样我们将数列从1到n扫一遍,每一次都将a[i]对已经的离散化的值(即排名)的位置加上1,(常规线段树操作)但是每次新建一个版本的线段树会使时空复杂度爆炸。
然而我们发现,相邻两个版本的线段树之间记录的信息基本相差无几,重新复制一遍实在是浪费。
所以采用主席树操作,就是仅改变logn个点的情况下,新建一棵线段树。
具体的操作是:
1.常规add操作中,每新到一个旧节点,就新建一个同样的节点,lson,rson都不变,只是这个区间内维护的sum(数字出现的次数)要比之前多一个。
2.之后,再根据待加入点与mid的关系,更新新节点左二子或者右儿子。
形象的理解一下,就是在原始线段树上,从根节点开始,沿着加入这个数的路径上新建了一条线。好像贴了一层皮。
查询操作是:
1.同时处理访问两个版本的线段树,直接处理sum的差值x。
2.如果这个差值要大于等于k,则第k大的数一定在这个节点的左二子维护的位置里;反之,询问右儿子中第k-x大的数即可。
详见代码:
#include<bits/stdc++.h> using namespace std; const int N=2e5+10; int cnt; int n,m; int id,root[N]; int a[N],b[N]; int li(int x) { int k=lower_bound(a+1,a+cnt+1,x)-a; return k; } struct node{ int ls,rs; int sum; #define ls(x) t[x].ls #define rs(x) t[x].rs #define s(x) t[x].sum }t[18*N]; void pushup(int x) { s(x)=s(rs(x))+s(ls(x)); } void build(int x,int l,int r) { //cout<<" build "<<l<<" "<<r<<" "<<x<<endl; if(l==r) { ls(x)=rs(x)=-1; s(x)=0; return; } int mid=(l+r)>>1;ls(x)=++id;rs(x)=++id; build(ls(x),l,mid); build(rs(x),mid+1,r); } int add(int x,int l,int r,int to) { //cout<<" add "<<l<<" "<<r<<" "<<x<<endl; int now=++id; ls(now)=ls(x),rs(now)=rs(x),s(now)=s(x)+1; if(l<r) { int mid=(l+r)>>1; if(to<=mid) ls(now)=add(ls(x),l,mid,to); else rs(now)=add(rs(x),mid+1,r,to); } return now; } int query(int u,int v,int l,int r,int k) { //cout<<" query "<<l<<" "<<r<<" old: "<<u<<" new: "<<v<<endl; if(l==r) return l; int x=s(ls(v))-s(ls(u)); int mid=(l+r)>>1; if(x<k) return query(rs(u),rs(v),mid+1,r,k-x); else return query(ls(u),ls(v),l,mid,k); } int main() { scanf("%d%d",&n,&m); for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%d",&a[i]),b[i]=a[i]; sort(a+1,a+n+1); cnt=unique(a+1,a+n+1)-a-1; build(++id,1,cnt); root[0]=1; for(int i=1;i<=n;i++) { root[i]=add(root[i-1],1,cnt,li(b[i])); } int l,r,z; for(int i=1;i<=m;i++) { scanf("%d%d%d",&l,&r,&z); int p=query(root[l-1],root[r],1,cnt,z); printf("%d\n",a[p]); } return 0; }
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