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  • 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);
    }
    View Code

    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);
    */
    View Code

    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

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