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  • 关于树论【伸展树】

    搬运:搞了LCT后想来回顾一下伸展树。 
    用codevs的2443为例吧。

    讲讲结构,函数的意思,写了注释。 
    首先他是一棵二叉树,并且是可以动的。 
    然后他有个性质,点x左子树(没错是整个子树)的值恒小于x的值,右子树(没错是整个子树)的值恒大于x的值。 
    然后他可以。看,这下3变成根了。因为这样,我们就可以找到适合新来的点插入的位置,以及删除点时保持结构。 
    这里写图片描述

    #include<cstdio>
    #include<cstring>
    using namespace std;
    int root;
    struct trnode
    {
        int d,f,c,n,son[2];
        //d为值,f为父亲的编号,c为控制的节点个数,n为同值的节点个数
    }tr[110000];int len;
    void update(int x)//更新x所控制的节点数 
    {
        int lc=tr[x].son[0],rc=tr[x].son[1];
        tr[x].c=tr[lc].c+tr[rc].c+tr[x].n;
    }
    void add(int d,int f)//添加值为d的点,认f为父亲,同时,f也认它为孩子
    {
        len++;
        tr[len].d=d;tr[len].n=1;tr[len].c=1;tr[len].f=f;
        if(d<tr[f].d)tr[f].son[0]=len;
        else tr[f].son[1]=len;
        tr[len].son[0]=tr[len].son[1]=0;
    }
    int findip(int d)//找值为d的节点的地址,如果不存在d,有可能是接近d的(或大或小)
    {
        int x=root;
        while(tr[x].d!=d)
        {
            if(d<tr[x].d)
            {
                if(tr[x].son[0]==0)break;
                else x=tr[x].son[0];
            }
            else 
            {
                if(tr[x].son[1]==0)break;
                else x=tr[x].son[1];
            }
        }
        return x;
    }
    void rotate(int x,int w)//左旋(x,0)或者右旋 (x,1)
    {
        int f=tr[x].f,ff=tr[f].f;//x在旋转之前,要确定x的父亲f和爷爷ff 
        int r,R;//r表示儿辈,R表示父辈 
         //有四个角色:我x,我的儿子,我的父亲f,我的爷爷ff 
        r=tr[x].son[w];R=f;//我的儿子->当我父亲的儿子 
        tr[R].son[1-w]=r;
        if(r!=0)tr[r].f=R;
    
        r=x;R=ff;//我->当我爷爷的儿子
        if(tr[ff].son[0]==f)tr[R].son[0]=r;
        else tr[R].son[1]=r;
        tr[r].f=R;
    
        r=f;R=x;//我的父亲->当我儿子
        tr[R].son[w]=r;
        tr[r].f=R;
    
        update(f);// 先更新处于下层的点f
        // PS:父亲变成我的儿子了,他要统计他的新儿子的数量再告诉我 
        update(x);// 再更新上层的x
    }
    void splay(int x,int rt)//该函数功能是为了让x成为rt的孩子(左或右都行)
    {
        while(tr[x].f!=rt)//如果rt是x的父亲,则什么都不用做,否则x就要不断向上旋转 
        {
            int f=tr[x].f,ff=tr[f].f;//准备x的父亲和爷爷
            if(ff==rt)//如果x的爷爷是rt,那么x只需要旋转一次(相当于跳一层)
            {
                if(x==tr[f].son[0])rotate(x,1);//如果是左儿子就向右转 
                else rotate(x,0);
            }
            else
            {
                if(tr[f].son[0]==x&&tr[ff].son[0]==f){rotate(f,1);rotate(x,1);}
                else if(tr[f].son[1]==x&&tr[ff].son[0]==f){rotate(x,0);rotate(x,1);}
                else if(tr[f].son[0]==x&&tr[ff].son[1]==f){rotate(x,1);rotate(x,0);}
                else if(tr[f].son[1]==x&&tr[ff].son[1]==f){rotate(f,0);rotate(x,0);}
            }
        }
        if(rt==0)root=x;
    }
    void ins(int d)//插入数值为d的一个节点
    {
        if(root==0)
        {
            add(d,len);root=len;
            return ;
        }
        int x=findip(d);
        if(tr[x].d==d)
        {
            tr[x].n++;
            update(x);
            splay(x,0);
        }
        else
        {
            add(d,x);
            update(x);
            splay(len,0);
        }
    }
    void del(int d)//删除数值为d的一个节点
    {
        int x=findip(d);splay(x,0);
        if(tr[x].d!=d){return ;}
        if(tr[x].n>1){tr[x].n--;return ;}//有多个,就不用删点
        if(tr[x].son[0]==0&&tr[x].son[1]==0){len=0;root=0;}//没儿子..整棵树绝后了 
        else if(tr[x].son[0]!=0&&tr[x].son[1]==0){root=tr[x].son[0];tr[root].f=0;}
        //有左儿子,他就是老大了 
        else if(tr[x].son[0]==0&&tr[x].son[1]!=0){root=tr[x].son[1];tr[root].f=0;}
        //有右儿子,他就是老大了 
        else//左右都有,找到左儿子最大的子孙(ta就没有右儿子了),让右儿子做他的右儿子 
        {
            int p=tr[x].son[0];
            while(tr[p].son[1]!=0)p=tr[p].son[1];
            splay(p,x);
    
            int r=tr[x].son[1],R=p;
            tr[R].son[1]=r;
            tr[r].f=R;
    
            root=R;tr[root].f=0;
            update(R);
        }
    }
    int findpaiming(int d)//找排名
    {
        int x=findip(d);splay(x,0);
        return tr[tr[x].son[0]].c+1;
    }
    int findshuzi(int k)//找排名为k的值
    {
        int x=root;
        while(1)
        {
            int lc=tr[x].son[0],rc=tr[x].son[1];
            if(k<=tr[lc].c)x=lc;
            else if(k>tr[lc].c+tr[x].n){k-=tr[lc].c+tr[x].n;x=rc;}
            else break;
        }
        splay(x,0);
        return tr[x].d;
    }
    int findqianqu(int d)//找前驱
    {
        int x=findip(d);splay(x,0);
        if(d<=tr[x].d&&tr[x].son[0]!=0)
        //如果是if(d<tr[x].d&&tr[x].son[0]!=0)则找到的是:小于等于d的前驱 
        {
            x=tr[x].son[0];
            while(tr[x].son[1]!=0)x=tr[x].son[1];
        }
        if(d<=tr[x].d)x=0;//如果是if(tr[x].d>d)则找到的是:小于等于d的前驱
        return x;
    }
    int findhouji(int d)//找后继..和找前驱差不多 
    {
        int x=findip(d);splay(x,0);
        if(d>=tr[x].d&&tr[x].son[1]!=0)
        {
            x=tr[x].son[1];
            while(tr[x].son[0]!=0)x=tr[x].son[0];
        }
        if(d>=tr[x].d)x=0;
        return x;
    }
    int main()
    {
        int n;scanf("%d",&n);
        root=0;len=0;
        for(int i=1;i<=n;i++)
        {
            int cz,x;scanf("%d%d",&cz,&x);
            if(cz==1)ins(x);
            else if(cz==2)del(x);
            else if(cz==3)printf("%d
    ",findpaiming(x));
            else if(cz==4)printf("%d
    ",findshuzi(x));
            else if(cz==5)printf("%d
    ",tr[findqianqu(x)].d);
            else if(cz==6)printf("%d
    ",tr[findhouji(x)].d);
        }
        return 0;
    }
    pain and happy in the cruel world.
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