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树状数组的区间更新与查询

时间:2015-08-15 21:21:15      阅读:137      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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    树状数组天生用来动态维护数组前缀和,其特点是每次更新一个元素的值,查询只能查数组的前缀和,

但这个题目求的是某一区间的数组和,而且要支持批量更新某一区间内元素的值,怎么办呢?实际上,

还是可以把问题转化为求数组的前缀和。

 

    首先,看更新操作update(s, t, d)把区间A[s]...A[t]都增加d,我们引入一个数组delta[i],表示

A[i]...A[n]的共同增量,n是数组的大小。那么update操作可以转化为:

1)令delta[s] = delta[s] + d,表示将A[s]...A[n]同时增加d,但这样A[t+1]...A[n]就多加了d,所以

2)再令delta[t+1] = delta[t+1] - d,表示将A[t+1]...A[n]同时减d

 

    然后来看查询操作query(s, t),求A[s]...A[t]的区间和,转化为求前缀和,设sum[i] = A[1]+...+A[i],则

                            A[s]+...+A[t] = sum[t] - sum[s-1],

那么前缀和sum[x]又如何求呢?它由两部分组成,一是数组的原始和,二是该区间内的累计增量和, 把数组A的原始

值保存在数组org中,并且delta[i]对sum[x]的贡献值为delta[i]*(x+1-i),那么

                            sum[x] = org[1]+...+org[x] + delta[1]*x + delta[2]*(x-1) + delta[3]*(x-2)+...+delta[x]*1

                                         = org[1]+...+org[x] + segma(delta[i]*(x+1-i))

                                         = segma(org[i]) + (x+1)*segma(delta[i]) - segma(delta[i]*i),1 <= i <= x

这其实就是三个数组org[i], delta[i]和delta[i]*i的前缀和,org[i]的前缀和保持不变,事先就可以求出来,delta[i]和

delta[i]*i的前缀和是不断变化的,可以用两个树状数组来维护。

以上转自http://kenby.iteye.com/blog/962159

 

实现代码:

POJ3468

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
#define LL long long
#define maxn 100010
#define low(x) x&(-x)
int a[maxn];
LL sum[maxn];
LL bit[maxn*2][2];
void add(int t,int x,LL val)
{
    while(x<maxn)
    {
        bit[x][t]+=val;
        x+=low(x);
    }
}

LL getsum(int t,int x)
{
    LL ans=(LL)0;
    while(x>0)
    {
        ans+=bit[x][t];
        x-=low(x);
    }
    return ans;
}

void update(int l,int r,int val)
{
    add(0,l,(LL)val);
    add(0,r+1,-(LL)val);
    add(1,l,(LL)val*l);
    add(1,r+1,-(LL)val*(r+1));
}

LL query(int l,int r)
{
    LL ans=0;
    ans+=sum[r]-sum[l-1];
    ans+=(r+1)*getsum(0,r)-getsum(1,r);
    ans-=l*getsum(0,l-1)-getsum(1,l-1);
    return ans;
}

int main()
{
    int n,m;
    while(~scanf("%d%d",&n,&m))
    {
        memset(bit,0,sizeof(bit));
        for(int i=1;i<=n;i++)scanf("%d",&a[i]);
        sum[0]=0;
        for(int i=1;i<=n;i++)sum[i]=sum[i-1]+a[i];
        while(m--)
        {
            char op[2];
            int a,b,c;
            scanf("%s%d%d",op,&a,&b);
            if(op[0]==C)
            {
                scanf("%d",&c);
                update(a,b,c);
            }
            else{
                printf("%lld\n",query(a,b));
            }
        }
    }
    return 0;
}

 

树状数组的区间更新与查询

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原文地址:http://www.cnblogs.com/kylehz/p/4730993.html

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