权值线段树
学习权值线段树,首先要了解线段树是什么。如果不会的可以先学习一下。
是什么
权值线段树,顾名思义是一棵线段树。
但它和普通线段树不同:
线段树,每个节点用来维护一段区间的最大值或总和等。
权值线段树,相当于一个桶,每个节点用来表示一个区间的数出现的次数。
为什么要用它
我们可以用它来维护一段区间的数出现的次数,从它的定义上来看,它可以快速计算一段区间的数的出现次数。
此外,它还有一个重要功能,在于它可以快速找到第(k)大或第(k)小值,下面会做详细解释。
其实,它就是一个桶,桶能做到的它都可以用更快的速度去完成。
基本操作
添加
和普通线段树类似,递归到叶子节点时给(f[v]+1)。
以下代码要添加的数是(x),也就是(x)出现的次数(+1)。
void add(int l,int r,int v,int x)
{
if(l==r) f[v]++;
else
{
int mid=(l+r)/2;
if(x<=mid) add(l,mid,v*2,x); else add(mid+1,r,v*2+1,x);
f[v]=f[v*2]+f[v*2+1];
{
}
查询一个数出现的次数
如添加操作,递归到叶子节点时(f[v])的值即为所求次数。
以下代码要查询的数是(x)。
int find(int l,int r,int v,int x)
{
if(l==r) return f[v];
else
{
int mid=(l+r)/2;
if(x<=mid) return find(l,mid,v*2,x); else return find(mid+1,r,v*2+1,x);
}
}
查询一段区间的数出现的次数
与线段树查询同理,不断递归二分。
以下代码要查询的区间是([x,y])。
int find(int l,int r,int v,int x,int y)
{
if(l==x&&r==y) return f[v];
else
{
int mid=(l+r)/2;
if(y<=mid) return find(l,mid,v*2,x,y);
else if(x>mid) return find(mid+1,r,v*2+1,x,y);
else return find(l,mid,v*2,x,mid)+find(mid+1,r,v*2+1,mid+1,y);
}
}
查询所有数的第k大值
这是权值线段树的核心,思想如下:
到每个节点时,如果右子树的总和大于等于(k),说明第(k)大值出现在右子树中,则递归进右子树;否则说明此时的第(k)大值在右子树中,则递归进左子树,注意:此时要将(k)的值减去右子树的总和。
为什么要减去?
如果我们要找的是第(7)大值,右子树总和为(4),(7-4=3),说明在该节点的第(7)大值在左子树中是第(3)大值。
最后一直递归到只有一个数时,那个数就是答案。
int kth(int l,int r,int v,int k)
{
if(l==r) return l;
else
{
int mid=(l+r)/2,s1=f[v*2],s2=f[v*2+1];
if(k<=s2) return kth(mid+1,r,v*2+1,k); else return kth(l,mid,v*2,k-s2);
}
}
总结
权值线段树的基础知识就是这些了,相信你都学会了。
希望你能够灵活变通,在今后的OI生涯中更上一层楼。
如果你想学习进阶知识,可以看看【主席树】可持久化线段树