• 【模板】线段树模板


    线段树


    线段树基本概念

    概述

    线段树,类似区间树,是一个完全二叉树,它在各个节点保存一条线段(数组中的一段子数组),主要用于高效解决连续区间的动态查询问题,由于二叉结构的特性,它基本能保持每个操作的复杂度为O(lgN)!

    性质:父亲的区间是[a,b],(c=(a+b)/2)左儿子的区间是[a,c],右儿子的区间是[c+1,b],线段树需要的空间为数组大小的四倍

    基本操作(demo用的是查询区间最小值)

    线段树的主要操作有:

    1. 线段树的构造
      主要思想是递归构造,如果当前节点记录的区间只有一个值,则直接赋值,否则递归构造左右子树,最后回溯的时候给当前节点赋值

    2. 区间查询 query(int l,int r,int nl,int nr,int s)
      (其中s为当前查询节点,nl,nr为当前节点存储的区间,l,r为此次query所要查询的区间)
      主要思想是把所要查询的区间[a,b]划分为线段树上的节点,然后将这些节点代表的区间合并起来得到所需信息

    3. 区间更新(线段树中最有用的)
      需要用到延迟标记,每个结点新增加一个标记,记录这个结点是否被进行了某种修改操作(这种修改操作会影响其子结点)。对于任意区间的修改,我们先按照查询的方式将其划分成线段树中的结点,然后修改这些结点的信息,并给这些结点标上代表这种修改操作的标记。在修改和查询的时候,如果我们到了一个结点p,并且决定考虑其子结点,那么我们就要看看结点p有没有标记,如果有,就要按照标记修改其子结点的信息,并且给子结点都标上相同的标记,同时消掉p的标记。(优点在于,不用将区间内的所有值都暴力更新,大大提高效率,因此区间更新是最优用的操作)

    模板

    #include<iostream>
    #include<cstdio>
    #include<cstring>
    #include<iomanip>
    #include<algorithm>
    #include<string>
    #include<cmath>
    using namespace std;
    long long sum[4000001],tag[4000001],a[4000001]; 
    long long num;
    int n,m;
    inline int read(){
    	int x=0,w=1;
    	char ch=0;
    	while(ch!='-'||(ch<'0'&&ch>'9')) ch=getchar();
    	if(ch=='-') w=-1,ch=getchar();
    	whiel(ch>='0'&&ch=<'9') x+=x*10+ch-48,ch=getchar();
    	return x*w;
    }
    void PushDown(int rt,int nl,int nr)
    {
        if(tag[rt])
        {
            tag[rt<<1] += tag[rt];
            tag[rt<<1|1] += tag[rt];
            int mid=(nl+nr-1)>>1;
            sum[rt<<1] += tag[rt] * (mid-nl+1);
            sum[rt<<1|1] += tag[rt] * (nr-mid);
            tag[rt] = 0;//更新后需要还原
        }
    }
    void make(int l,int r,int nl,int nr,long long k,int s)
    {
    	if( nl==l&&nr==r){tag[s]+=k;sum[s]+=k*(nr-nl+1);return ;}
    	if(nl==nr){return ;}
    	PushDown(s,nl,nr);
    	int mid=(nl+nr-1)>>1;
    	if(r<=mid) make(l,r,nl,mid,k,s<<1);
    	else if(l>mid) make(l,r,mid+1,nr,k,s<<1|1);
    	else 
    	{
    		make(l,mid,nl,mid,k,s<<1);
    		make(mid+1,r,mid+1,nr,k,s<<1|1);
    	}
    	 sum[s]=sum[s<<1]+sum[s<<1|1];
    }
    void getup(int l,int r,int s)
    {
    	if(l==r){sum[s]=a[l];return ;}
    	int mid=(l+r-1)/2;
    	getup(l,mid,s<<1);
    	getup(mid+1,r,s<<1|1);
    	sum[s]=sum[s<<1]+sum[s<<1|1];
    }
    long long query(int l,int r,int nl,int nr,int s)
    {
    	if(nl==l&&nr==r)return num=sum[s];
    	//if(nl==nr)return num=sum[s];
     	PushDown(s,nl,nr);
    	int mid=(nl+nr-1)>>1;
    	if(r<=mid) return num=query(l,r,nl,mid,s<<1);
    	else if(l>mid) return num=query(l,r,mid+1,nr,s<<1|1);
    	else return	num=query(l,mid,nl,mid,s<<1)+query(mid+1,r,mid+1,nr,s<<1|1);
    }
    int main()
    {
    	cin>>n>>m;
    	for(int i=1;i<=n;i++)
    		a[i]=read();
    	getup(1,n,1);
    	for(int i=1;i<=m;i++){
    		int a;
    		num=0;
    		cin>>a;
    		if(a==1){
    			int x,y,k;
    			x=read();
    			y=read();
    			k=read();
    			make(x,y,1,n,k,1);
    		}
    		if(a==2){
    			int x,y;
    			x=read();
    			y=read();
    			cout<<query(x,y,1,n,1)<<endl;
    		}
    	}	
    	return 0;
    }
    
    
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