码迷,mamicode.com
首页 > 其他好文 > 详细

基本线段树模板(建树、点/区间修改、查询)

时间:2015-03-13 22:05:18      阅读:306      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:

线段树主要用于区间记录信息(如区间和、最大最小值等),首先是建树:

 

这里以求和为例:

 1 const int MAXM=50000;          //定义 MAXM 为线段最大长度
 2 
 3 int a[MAXM+5],segtree[(MAXM<<2)+5];    // a 数组为 main 函数中读入的内容,segtree 数组为需要查询的数的信息(如和、最值等),树的空间大小为线段最大长度的四倍
 4 
 5 void build(int o,int l,int r){    //传入的参数为 o:当前需要建立的结点;l:当前需要建立的左端点;r:当前需要建立的右端点
 6     if(l==r)segtree[o]=a[l];      //当左端点等于右端点即建立叶子结点时,直接给数组信息赋值
 7     else{
 8         int m=l+((r-l)>>1);      // m 为中间点,左儿子结点为 [l,m] ,右儿子结点为 [m+1,r];
 9         build(o<<1,l,m);        //构建左儿子结点
10         build((o<<1)|1,m+1,r);     //构建右儿子结点
11         segtree[o]=segtree[o<<1]+segtree[(o<<1)|1];  //递归返回时用儿子结点更新父节点,此处可进行更新最大值、最小值、区间和等操作
12     }
13 }
14 
15 {                       //在 main 函数中的语句
16         build(1,1,n);
17 }

 

然后是比较简单的单点修改以及区间查询操作:

单点修改:

 1 void update(int o,int l,int r,int ind,int ans){  //o、l、r为当前更新到的结点、左右端点,ind为需要修改的叶子结点左端点,ans为需要修改成的值;
 2     if(l==r){                      //若当前更新点的左右端点相等即到叶子结点时,直接更新信息并返回
 3         segtree[o]=ans;
 4         return;
 5     }
 6     int m=l+((r-l)>>1);
 7     if(ind<=m){                      //若需要更新的叶子结点在当前结点的左儿子结点的范围内,则递归更新左儿子结点,否则更新右儿子结点
 8         update(o<<1,l,m,ind,ans);
 9     }
10     else{
11         update((o<<1)|1,m+1,r,ind,ans);
12     }
13     segtree[o]=max(segtree[o<<1],segtree[(o<<1)|1]);//递归回之后用儿子结点更新父节点(此处是区间最大值)
14 }
15 
16 {                               //在main函数中的语句
17         update(1,1,n,ind,ans);
18 }    

对应单点修改的区间查询:

 1 int query(int o,int l,int r,int ql,int qr){      //ql、qr为需要查询的区间左右端点
 2     if(ql>r||qr<l) return -1;              //若当前结点和需要查找的区间不相交,则返回一个对于区间查询无关的值(如求和时返回0,求最大值时返回-1等,当然,一般是不会出现区间不相交的情况)
 3     if(ql<=l&&qr>=r) return segtree[o];        //若需查询的区间正好为当前结点的区间,则返回当前结点的信息
 4     int m=l+((r-l)>>1);
 5     int p1=query(o<<1,l,m,ql,qr),p2=query((o<<1)|1,m+1,r,ql,qr);  //p1为查询左儿子结点得到的信息,p2为查询右儿子结点得到的信息
 6     return max(p1,p2);    //综合两个儿子结点的信息并返回
 7 }
 8 
 9 {    //main函数中的语句
10         printf("%d\n",query(1,1,n,a,b));
11 }

 

然后是线段数的区间修改以及相应的查询:

区间修改用到了lazy的思想,即当一个区间需要更新时,只递归更新到那一层结点,并将其下层结点所需要更新的信息保存在数组中,然后返回,只有当下次遍历到那个结点(更新过程中或查询过程中),才将那个结点的修改信息传递下去,这样就避免了区间修改的每个值的修改

区间修改(包括区间加值和区间赋值)及相应查询:

区间加值:

 1 void pushup(int o){          //pushup函数,该函数本身是将当前结点用左右子节点的信息更新,此处求区间和,用于update中将结点信息传递完返回后更新父节点
 2     segtree[o]=segtree[o<<1]+segtree[o<<1|1];
 3 }
 4 
 5 void pushdown(int o,int l,int r){  //pushdown函数,将o结点的信息传递到左右子节点上
 6     if(add[o]){             //当父节点有更新信息时才向下传递信息
 7         add[o<<1]+=add[o];      //左右儿子结点均加上父节点的更新值
 8         add[o<<1|1]+=add[o];
 9         int m=l+((r-l)>>1);
10         segtree[o<<1]+=add[o]*(m-l+1);  //左右儿子结点均按照需要加的值总和更新结点信息
11         segtree[o<<1|1]+=add[o]*(r-m);
12         add[o]=0;                //信息传递完之后就可以将父节点的更新信息删除
13     }
14 }
15 
16 void update(int o,int l,int r,int ql,int qr,int addv){  //ql、qr为需要更新的区间左右端点,addv为需要增加的值
17     if(l==ql&&r==qr){                      //与单点更新一样,当当前结点左右端点与需要更新的区间相同时
18         add[o]+=addv;                      //更新该结点的所需更新信息
19         segtree[o]+=addv*(r-l+1);                //更新该结点信息
20         return;                    //根据lazy思想,由于不需要遍历到下层结点,因此不需要继续向下更新,直接返回
21     }
22     if(l==r)return;                        //若当前结点为叶子结点,为避免接下来pushup和pushdown时叶子结点没有子节点而出错所以遇到叶子结点时就直接返回(但其实应该不会遇到更新到叶子结点还不是需更新区间的情况,这样写应该只是保险)
23     pushdown(o,l,r);                  //将当前结点的所需更新信息传递到下一层(其左右儿子结点)
24     int m=l+((r-l)>>1);
25     if(qr<=m){                      //当需更新区间在当前结点的左儿子结点内,则更新左儿子结点
26         update(o<<1,l,m,ql,qr,addv);
27     }
28     else if(ql>=m+1){                  //当需更新区间在当前结点的右儿子结点内,则更新右儿子结点
29         update(o<<1|1,m+1,r,ql,qr,addv);
30     }
31     else{                   //若不是上面两种情况,则表明需更新的区间被分割在左右儿子结点内,那么更新两个儿子结点
32         update(o<<1,l,m,ql,m,addv);
33         update(o<<1|1,m+1,r,m+1,qr,addv);
34     }
35     pushup(o);                  //递归回上层时一步一步更新回父节点
36 }
37 
38 ll query(int o,int l,int r,int ql,int qr){    //ql、qr为需要查询的区间
39     if(l==ql&&r==qr) return segtree[o];      //若当前结点覆盖区间即为需要查询的区间,则直接返回当前结点的信息
40     pushdown(o,l,r);                  //将当前结点的更新信息传递给其左右子节点
41     int m=l+((r-l)>>1);
42     ll ans=0;                      //所需查询的结果
43     if(qr<=m){                     //若所需查询的区间在当前结点的左子节点中,则结果等于查询其左子节点的结果
44         ans+=query(o<<1,l,m,ql,qr);
45     }
46     else if(ql>=m+1){                  //若所需查询的区间在当前结点的右子节点中,则结果等于查询其右子节点的结果
47      ans+=query(o<<1|1,m+1,r,ql,qr);
48   }
49   else{                //若不是上面两种情况,则所需查询的区间被分割在左右子节点中,则结果等于查询其左右子节点的和
50      ans+=query(o<<1,l,m,ql,m);
51      ans+=query(o<<1|1,m+1,r,m+1,qr);
52   }
53   return ans;
54 }

 

区间改值(其实只有pushdow函数和update中修改部分与区间加值不同):

 1 void pushup(int o){
 2     segtree[o]=segtree[o<<1]+segtree[o<<1|1];
 3 }
 4 
 5 void pushdown(int o,int l,int r){  //pushdown和区间加值不同,改值时修改结点信息只需要对修改后的信息求和即可,不用加上原信息
 6     if(change[o]){
 7         int c=change[o];
 8         change[o<<1]=c;
 9         change[o<<1|1]=c;
10         int m=l+((r-l)>>1);
11         segtree[o<<1]=(m-l+1)*c;
12         segtree[o<<1|1]=(r-m)*c;
13         change[o]=0;
14     }
15 }
16 
17 void update(int o,int l,int r,int ql,int qr,int c){
18     if(ql==l&&qr==r){         //同样更新结点信息和区间加值不同
19         change[o]=c;
20         segtree[o]=(r-l+1)*c;
21         return;
22     }
23     if(l==r)return;
24     pushdown(o,l,r);
25     int m=l+((r-l)>>1);
26     if(qr<=m){
27         update(o<<1,l,m,ql,qr,c);
28     }
29     else if(ql>=m+1){
30         update(o<<1|1,m+1,r,ql,qr,c);
31     }
32     else{
33         update(o<<1,l,m,ql,m,c);
34         update(o<<1|1,m+1,r,m+1,qr,c);
35     }
36     pushup(o);
37 }
38 
39 int query(int o,int l,int r,int ql,int qr){
40     if(l==ql&&r==qr) return segtree[o];
41     pushdown(o,l,r);
42     int m=l+((r-l)>>1);
43     int ans=0;
44     if(qr<=m){
45         ans+=query(o<<1,l,m,ql,qr);
46     }
47     else if(ql>=m+1){
48         ans+=query(o<<1|1,m+1,r,ql,qr);
49     }
50     else{
51         ans+=query(o<<1,l,m,ql,m);
52         ans+=query(o<<1|1,m+1,r,m+1,qr);
53     }
54     return ans;
55 }

 

基本线段树模板(建树、点/区间修改、查询)

标签:

原文地址:http://www.cnblogs.com/cenariusxz/p/4336043.html

(0)
(0)
   
举报
评论 一句话评论(0
登录后才能评论!
© 2014 mamicode.com 版权所有  联系我们:gaon5@hotmail.com
迷上了代码!