浅谈线段树合并
本篇随笔浅谈一下线段树合并。
一、前置知识
线段树合并的前置知识有普通线段树、权值线段树、动态开点。
分别附上讲解博客:
二、线段树合并的概念
线段树合并,字面意思就是概念,把两棵动态开点的权值线段树合并到一起。
其实普通线段树也是可以线段树合并的(当然也是动态开点),但是合并之后的意义不太大。
这样,把两棵线段树维护的信息相合并,最终可能会达到一些book思议的效果。
三、线段树合并的方式
线段树合并有两种方式:第一种方式是把一棵线段树合并到另一棵线段树上。第二种方式是把两棵线段树合并后建立一棵新树。
如果采用第二种方式的话,那所有的线段树都合一遍,空间肯定会炸。所以我们在选择第二种方式的时候,要考虑动态开点。
但是还是考虑第一种方式,如果我们合并之后,原树就没有用了,那完全可以用第一种方法,更节约一些。
那么,我们在合并两棵线段树的大致方式就是这样的:我们现在要合并一棵根节点编号为(x,y)的线段树,并且把合并后的结果直接赋到x这棵线段树上。
首先,因为动态开点,有些节点可能不一定儿女双全。所以,当前的(x,y)并不一定都有值,如果没有的话,就直接把还有的节点赋给新树即可。
然后递归合并即可。合并编号之后,再合并节点维护的信息。
代码:
void merge(int &x,int y)
{
if(!x||!y)
{
x=(!x?y:x);
return;
}
merge(lson[x],lson[y]);
merge(rson[x],rson[y]);
pushup();
}
四、线段树合并的时空复杂度
线段树合并有的时候会给人一种很暴力的感觉,很多情况都不太敢用,所以在这里简单证明一下它的时空复杂度。
首先,根据上面的实现方式,显然,对于两棵要合并的线段树来说,我们只需要合并它俩的重合节点数。而这个交集节点最多也就是较小的那棵线段树的节点数。也就是说,当我们完成所有的合并操作的时候,一共也只合并了最大节点个数次。
那么根据动态开点,最大节点个数不可能超过(mlog n)其中m是操作数,n是区间长度。这也就保证了其时间复杂度。
空间复杂度因为是动态开点,是同样的(O(mlog n))。
也就是说,动态开点大法保证了其时空复杂度的正确性。