线段树、优先队列、单调队列小结

原文转自：http://blog.csdn.net/lhshaoren/article/details/7897736

主要处理问题：

线段树：区间处理，一般需要对整个区间执行相同的操作，时间复杂度O(log(n))
优先队列：堆实现，找出最小或最大元素，或者第k小或第k大元素，一般区间内元素个数不变，只有个别元素会发生变化。时间复杂度O(log(n))
单调队列：设队列中元素从小到大，则如果要插入元素比队尾大，则直接入队。如果比队尾小，则队尾元素出队，直到发现队尾不比插入元素小或者队为空，再入队。

有规律的更新区间内元素，需要判定队头元素是否符合条件。可以处理最小或最大问题，或者第k小或第k大问题。时间复杂度O(n)

 

线段树推荐博客：http://www.notonlysuccess.com/index.php/segment-tree-complete/

线段树模板：

//求区间内最大值

struct Node
{
    int l, r;
    int _max;
    Node(){}
    Node(int l, int r, int _max): l(l), r(r), _max(_max){}
}node[nMax * 4];
int A[nMax];

int fmax(int a, int b)
{
    return a > b ? a : b;
}

void build(int rt, int l, int r)//创建
{
    if(l < r)
    {
        int mid = (l + r) / 2;
        build(rt * 2, l, mid);
        build(rt * 2 + 1, mid + 1, r);
        int _max = fmax(node[rt * 2]._max, node[rt * 2 + 1]._max);
        node[rt] = Node(l, r, _max);
    }
    else if(l == r)
        node[rt] = Node(l, r, A[l]);
}

void search(int rt, int l, int r, int &_max)//查询
{
    if(node[rt].l == l && node[rt].r == r)
        _max = node[rt]._max;
    else
    {
        int mid = (node[rt].l + node[rt].r) / 2;
        if(mid >= r)
            search(rt * 2, l, r, _max);
        else if(mid + 1 <= l)
            search(rt * 2 + 1, l, r, _max);
        else
        {
            int max1, max2;
            search(rt * 2, l, mid, max1);
            search(rt * 2 + 1, mid + 1, r, max2);
            _max = fmax(max1, max2);
        }
    }
}

void update(int rt, int a, int b)//更新
{
    if(node[rt].l == node[rt].r)
        node[rt]._max = b;
    else
    {
        int mid = (node[rt].l + node[rt].r) / 2;
        if(mid >= a)
            update(rt * 2, a, b);
        else if(mid + 1 <= a)
            update(rt * 2 + 1, a, b);
        node[rt]._max = fmax(node[rt * 2]._max, node[rt * 2 + 1]._max);
    }
}

优先队列模板：

//小顶堆

int queue[nMax];
int N;//总结点数

queue[i] = w;//首先对最后一个节点赋值
void build(int pos)
{
    int p = pos;
    while(p != 1)
    {
        if(queue[p / 2] > queue[p])
        {
            int temp = queue[p / 2];
            queue[p / 2] = queue[p];
            queue[p] = temp;
        }
        else
            break;
        p = p / 2;
    }
}

queue[1] = w;//对顶点进行新的赋值操作
void update()
{
    int p = 1;
    int son;
    while(2 * p <= N)
    {
        if(2 * p == N || queue[2 * p] < queue[2 * p + 1])
            son = 2 * p;
        else
            son = 2 * p + 1;
        if(queue[son] < queue[p])
        {
            int temp = queue[son];
            queue[son] = queue[p];
            queue[p] = temp;
        }
        else
            break;
        p = son;
    }
}

单调队列模板：

//每次取出k个连续元素中最小值
struct Queue
{
    int pos;
    int w;
    Queue(){}
    Queue(int pos, int w): pos(pos), w(w){}
}queue[nMax];
int N, K;

void update()
{
    int front, rear;
    front = rear = 0;
    int i;
    for(i = 1; i <= N; ++ i)
    {
        while(front != rear && queue[front - 1].w > A[i]) front --;//入队
        queue[front ++] = Queue(i, A[i]);
        if(i >= K)
        {
            while(queue[rear].pos <= i - K)//排除
                rear ++;
            printf("%d ", queue[rear]);//取出数据
        }
    }
}