• 【暑假】[实用数据结构]动态范围查询问题


    动态范围查询问题:

     一、线段树+点修改

      支持操作:

    1. Update(x,v): 将Ax修改为v
    2. Query(L,R) : 计算[L,R]内的最小值

     

     1 int minv[maxn];
     2 int ql,qr;
     3 int Query(int u,int L,int R){
     4     int M=L + (R-L)/2 , ans=INF;
     5     if(ql<=L && R<=qr) return minv[u];
     6     if(ql <= M) ans=min(ans,Query(2*u,L,M));  
     7     if(M < qr) ans=min(ans,Query(2*u+1,M+1,R));
     8     return ans;
     9 } 
    10 
    11 int p,v; //A[p]=v
    12 void Update(int u,int L,int R){
    13     if(L==R) {minv[u]=v; return; } //叶节点则修改 
    14     int M=L+(R-L)+1;
    15     if(p<=M) Update(2*u,L,M); else Update(2*u+1,M+1,R); //递归p所在子树 
    16     minv[u]=min(minv[2*u],minv[2*u+1]); //更新当前minv 
    17 }

    联系题目:LA3938

    链接:

        

     二、线段树+区间修改

       快速序列操作1:

         支持操作:

    1.   Add(L,R,v):
    2.   Query(L,R):计算[L,R]内的最小值、最大值、区间和。

         关于算法:在的基础上增加了addv,这种为了避免复杂操作而打标记的方法与链表题UVa12657相通,新增maintain维护结点信息。需要注意的是Query的新参数add是记录根到“叶子”路径上祖先的add之和。

     1 int minv[maxn],addv[maxn],sumv[maxn],maxv[maxn];
     2 //maintain维护u的结点信息 
     3 void maintain(int u,int L,int R){
     4     int lc=2*u,rc=2*u+1;
     5     minv[u]=maxv[u]=sumv[u]=0;  //叶子结点的设置 
     6     if(L<R){ //有子树 
     7         minv[u]=min(minv[lc],minv[rc]);
     8         maxv[u]=max(maxv[lc],maxv[rc]);
     9         sumv[u]=sumv[lc]+sumv[rc];
    10     }
    11     minv[u] += addv[u]; maxv[u] += addv[u]; sumv[u] += addv[u]*(R-L+1); 
    12     //亦 叶子结点 
    13     //考虑到add 
    14 }
    15 
    16 
    17 int y1,y2,v; //A[y1~y2] += v
    18 void Add(int u,int L,int R){
    19     if(y1<=L && R<=y2)  addv[u] +=v;
    20     else{
    21       int lc=2*u,rc=2*u+1;    
    22       int M=L+(R-L)+1;
    23       if(y1 <= M) Add(lc,L,M); 
    24       if(M < y2) Add(rc,M+1,R);
    25     }
    26     maintain(u,L,R); //递归结束后维护u结点信息 
    27 }
    28 
    29 int ql,qr;
    30 int _min=INF,_max=-INF,_sum=0; 
    31 int Query(int u,int L,int R,int add){ //要考虑到祖先的add 
    32    if(ql<=L && R<=qr) {
    33        _min=min(_min,minv[u]+add);
    34        _max=max(_max,maxv[u]+add);
    35        _sum += sumv[u]+ add*(R-L+1);
    36    }
    37   else{
    38       int M=L+(R-L)/2;
    39       if(ql <= M) Query(u*2,L,M,add+addv[u]); //add+addv[u]保证是根->叶该路径上的祖先add之和 
    40       if(M < qr) Query(u*2+1,M+1,R,add+addv[u]);
    41   } 
    42 } 

      快速序列操作2:

          支持操作:

    1. Set(L,R,v) : A[L~R]=v
    2. Query(L,R): 计算[L,R]内的最小值、最大值、区间和

         关于算法:注意到 1 类题目的Add操作对于顺序是没有要求的,而 2 类题目中的Set则是有顺序要求,如果顺序改变结果亦会改变。所以泛泛地说:任意两个Set操作不能出现祖先后代的关系。所以必要时需要把Set下传给子结点。 但也可以找到set是祖先后辈关系的反例,这种情况是两操作并未“相遇”的结果,因为只有“相遇”才会pushdown。要知道处于上方的操作是下方操作之后标记的,于是加入递归边界1:有无set标记的判断。

    int minv[maxn],setv[maxn],sumv[maxn],maxv[maxn];
    //maintain维护u的结点信息 
    void maintain(int u,int L,int R){
        int lc=2*u,rc=2*u+1;
        minv[u]=maxv[u]=sumv[u]=0;  //叶子结点的设置 
        if(L<R){ //有子树 
            minv[u]=min(minv[lc],minv[rc]);
            maxv[u]=max(maxv[lc],maxv[rc]);
            sumv[u]=sumv[lc]+sumv[rc];
        }
        if(setv[u] >= 0) { minv[u]=maxv[u]=setv[u];sumv[u]=setv[u]*(R-L+1);} 
    }
    
    
    void pushdown(int u){
        int lc=u*2,rc=u*2+1;
        if(setv[u]>=0){
            setv[lc]=setv[rc]=setv[u]; //下传 -1表示无set 
            setv[u]=-1;
        }
    }
    int y1,y2,v; //A[y1~y2] += v
    void Set(int u,int L,int R){
        if(y1<=L && R<=y2)  setv[u]=v;
        else{
          pushdown(u);  //下传set 
          int lc=2*u,rc=2*u+1;    
          int M=L+(R-L)+1;
          if(y1 <= M) Set(lc,L,M); else maintain(lc,L,M);
          if(M < y2) Set(rc,M+1,R); else maintain(rc,M+1,R);
          //针对不能递归的子树的两次maintain 维护信息 
        }
        maintain(u,L,R); //递归结束后维护u结点信息 
    }
    
    int ql,qr;
    int _min=INF,_max=-INF,_sum=0; 
    int Query(int u,int L,int R){ 
        if(setv[u]>=0){            //递归边界1 有set标记  //注意sum范围 
            _sum += setv[u] * (min(R,qr)-max(L,ql)+1); 
            _min=min(_min,minv[u]);
            _max=max(_max,maxv[u]);
        }
        else if(ql<=L && R<=qr){ //递归边界2 边界区间 且 此区间没有受到set的影响 
            _sum +=  sumv[u];
            _min=min(_min,minv[u]);
            _max=max(_max,maxv[u]);
        } else{
            int M=L+(R-L)/2;
            if(ql<=M) Query(u*2,L,M);
            if(M < qr) Query(u*2+1,M+1,R);
        }
    } 

    作者所给同时支持Add与Set操作的模板

    struct IntervalTree {
      int sumv[maxnode], minv[maxnode], maxv[maxnode], setv[maxnode], addv[maxnode];
    
      // 维护信息
      void maintain(int o, int L, int R) {
        int lc = o*2, rc = o*2+1;
        if(R > L) {
          sumv[o] = sumv[lc] + sumv[rc];
          minv[o] = min(minv[lc], minv[rc]);
          maxv[o] = max(maxv[lc], maxv[rc]);
        }
        if(setv[o] >= 0) { minv[o] = maxv[o] = setv[o]; sumv[o] = setv[o] * (R-L+1); }
        if(addv[o]) { minv[o] += addv[o]; maxv[o] += addv[o]; sumv[o] += addv[o] * (R-L+1); }
      }
    
      // 标记传递
      void pushdown(int o) {
        int lc = o*2, rc = o*2+1;
        if(setv[o] >= 0) {
          setv[lc] = setv[rc] = setv[o];
          addv[lc] = addv[rc] = 0;
          setv[o] = -1; // 清除本结点标记
        }
        if(addv[o]) {
          addv[lc] += addv[o];
          addv[rc] += addv[o];
          addv[o] = 0; // 清除本结点标记
        }
      }
    
      void update(int o, int L, int R) {
        int lc = o*2, rc = o*2+1;
        if(y1 <= L && y2 >= R) { // 标记修改      
          if(op == 1) addv[o] += v;
          else { setv[o] = v; addv[o] = 0; }
        } else {
          pushdown(o);
          int M = L + (R-L)/2;
          if(y1 <= M) update(lc, L, M); else maintain(lc, L, M);
          if(y2 > M) update(rc, M+1, R); else maintain(rc, M+1, R);
        }
        maintain(o, L, R);
      }
    
      void query(int o, int L, int R, int add) {
        if(setv[o] >= 0) {
          int v = setv[o] + add + addv[o];
          _sum += v * (min(R,y2)-max(L,y1)+1);
          _min = min(_min, v);
          _max = max(_max, v);
        } else if(y1 <= L && y2 >= R) {
          _sum += sumv[o] + add * (R-L+1);
          _min = min(_min, minv[o] + add);
          _max = max(_max, maxv[o] + add);
        } else {
          int M = L + (R-L)/2;
          if(y1 <= M) query(o*2, L, M, add + addv[o]);
          if(y2 > M) query(o*2+1, M+1, R, add + addv[o]);
        }
      }
    };

    联系题目:UVa11992

    链接:

    如果代码中包含中文字符会乱码 ┑( ̄Д  ̄)┍

  • 相关阅读:
    高斯过程回归
    第一行代码读书笔记3+错误分析
    多项式各种操作
    [BZOJ3625] [Codeforces Round #250]小朋友和二叉树
    [BZOJ2055] 80人环游世世界
    [BZOJ3698] XWW的难题
    [BZOJ3456] 城市规划
    分治FFT
    [BZOJ5306] [HAOI2018]染色
    [BZOJ3380] [USACO2004 Open]Cave Cows 1 洞穴里的牛之一
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/lidaxin/p/4708860.html
Copyright © 2020-2023  润新知