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  • luoguP3372 【模板】线段树 1

    emmm

    今天gg没讲课,青青姐给我讲了线段树

    (讲得太好了!我们来膜一下!%%%

    然后我就是来讲讲我听完后的感受的,大家重点在于夸青青姐tql

    像我这样的蒟蒻,看到线段树的第一反应是。。。

    “???

    ???

    行吧,姐给我讲讲呗。”

     

    (姐太强了!

    (姐太巨了!

    不愧是我姐!

    然后我们就来看看线段树是神马东西吧~

    (上网找的线段树图片。感谢图源【虽然不知道需不需要声明,但是侵删

    先来了解一下线段树

    每个父节点包含着子节点的信息

    而每个叶子节点包含着一个元素

    我们如果要对1-5进行操作,我们可以利用线段树进行简化,只操作1-4这个父节点和5这个叶子节点

    这里引用luogu题解一句话:通过将整个序列分为有穷个小块,对于要查询的一段区间,总是可以整合成k个所分块与m个单个元素的信息的并集(0<=k,m<=n)

     如果我们按照从左到右,自上而下的顺序给树的每一个节点编号,第一层为1,第二层是2和3,第三层是4,5,6,7,以此类推,我们会发现,每个下标为i的父节点的左子节点下标为i * 2,右子节点下标为i * 2 + 1

    了解了线段树的基本思路,我们就可以尝试建一棵树了

     1 void build(int L,int R,int now){
     2     lazy[now] = 0;//这个是待会在修改区间时用于简化的懒标记
     3     l[now] = L;
     4     r[now] = R;
     5     if(L == R){//显然,L,R相等时位于叶子节点,可以进行赋值操作
     6         scanf("%lld",&sum[now]);//当前这一层的总和(只有一个数(因为这道题求总和,不然还可以进行取最大或最小的操作
     7         return ;       
     8     }
     9     int mid = (L + R)>>1;//二分优化
    10     build(L,mid,now * 2);//左右的子树都要赋值
    11     build(mid + 1,R,now * 2 + 1);
    12     sum[now] = sum[now * 2] + sum[now * 2 + 1];//当前这一层为左右子节点信息的总和
    13 }

    建完树之后要进行修改操作

     1 void modify(int L,int R,int k,int now){//L,R为进行修改的区间,k为修改的值,now为当前层数(每一次的修改,建树,搜索都是从第一层开始的,所以now总是赋为1
     2   if(l[now] == L && r[now] == R) {
     3     lazy[now] += k;//懒标记,记录该层以下需要进行的修改操作,减少操作次数,当需要使用下层的元素时再进行修改
     4     return ;
     5   }
     6   sum[now] += (long long)(R -L + 1) * k;//该层总共修改的值为以下子节点修改值的总和
     7   int mid = (l[now] + r[now])>>1;
     8   if(R <= mid) return modify(L,R,k,now * 2);//完全在左子树是时
     9   else if(L >= mid + 1) modify(L,R,k,now * 2 + 1);//在右子树
    10   else {//两边都需要修改
    11     modify(L,mid,k,now * 2);
    12     modify(mid + 1,R,k,now * 2 + 1);
    13   }
    14 }

    已经使用了懒标记,我们可以查询每段区间修改后的值,并看看懒标记的下移

    long long query(int L,int R,int now){
        sum[now] += lazy[now] * (r[now] - l[now] + 1);//当层修改
        lazy[now * 2] += lazy[now];//懒标记下移
        lazy[now * 2 + 1] +=  lazy[now];
        lazy[now] = 0;//下移后清零
        if(l[now] == L && r[now] == R)return sum[now];
        int mid = (l[now] + r[now])>>1;
        if(R <= mid) return query(L,R,now * 2);
        else if(L >= mid + 1) return query(L,R,now * 2 + 1);
        else return query(L,mid,now * 2) + query(mid + 1,R,now * 2 + 1);
    }

    这样线段树的主体部分就写完了

    这道题是一道板子题,所以只需要把以上的代码写出来,再写主函数就大功告成了

    #include<cstdio>
    using namespace std;
    const int maxn = 100005;
    int n,m,a,b,c;
    long long sum[4 * maxn],lazy[8 * maxn],k;//注意要开大一些
    int l[4 * maxn],r[4 * maxn];
    void build(int L,int R,int now){
        lazy[now] = 0;
        l[now] = L;
        r[now] = R;
        if(L == R){
            scanf("%lld",&sum[now]);
            return ;       
        }
        int mid = (L + R)>>1;
        build(L,mid,now * 2);
        build(mid + 1,R,now * 2 + 1);
        sum[now] = sum[now * 2] + sum[now * 2 + 1];
    }
    long long query(int L,int R,int now){
        sum[now] += lazy[now] * (r[now] - l[now] + 1);
        lazy[now * 2] += lazy[now];
        lazy[now * 2 + 1] +=  lazy[now];
        lazy[now] = 0;
        if(l[now] == L && r[now] == R)return sum[now];
        int mid = (l[now] + r[now])>>1;
        if(R <= mid) return query(L,R,now * 2);
        else if(L >= mid + 1) return query(L,R,now * 2 + 1);
        else return query(L,mid,now * 2) + query(mid + 1,R,now * 2 + 1);
    }
    void modify(int L,int R,int k,int now){
      if(l[now] == L && r[now] == R) {
        lazy[now] += k;
        return ;
      }
      sum[now] += (long long)(R -L + 1) * k;
      int mid = (l[now] + r[now])>>1;
      if(R <= mid) return modify(L,R,k,now * 2);
      else if(L >= mid + 1) modify(L,R,k,now * 2 + 1);
      else {
        modify(L,mid,k,now * 2);
        modify(mid + 1,R,k,now * 2 + 1);
      }
    }
    int main(){
      scanf("%d%d",&n,&m);
      build(1,n,1);
      for(int i = 0;i < m;i++){
        scanf("%d",&a);
        if(a == 1){
          scanf("%d%d%lld",&b,&c,&k);
          modify(b,c,k,1);
        }
        if(a == 2){
          scanf("%d%d",&b,&c);
          printf("%lld
    ",query(b,c,1));
        }
      }
      return 0;
    }

    这里还要补一句:虽然线段树好像很快,但是它只能维护带有结合律的信息,比如区间max/minmax/min、sumsum、xorxor之类的,但是不带有结合律的信息就不能维护

    emmmm

    这道题就到这里了

    最后让我们再次感谢一下青青姐的讲解!

    写这篇题解大概也是怕自己以后忘

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