• 【全程NOIP计划】初级数据结构2


    【全程NOIP计划】初级数据结构2

    树状数组

    可以用于维护前缀信息(可合并)

    优点:代码段,速度快

    比如:

    给定一个长n的数组,支持操作:

    1.将第\(i\)个数\(a_i\)\(v\)

    2.询问区间\([l,r]\)中的数的和

    \(lowbit(i)\):只保留\(i\)的二进制表示中最低位的1

    树状数组中,节点\(i\)表示的区间为\([i-lowbit(i)+1,i]\)

    前缀查询

    查询区间\([1,i]\)的和的时候,由\(i\)可以直接得到\([i-lowbit(i)+1,i]\)的和,接下来查询\([1,i-lowbit(i)]\)的区间和,重复上面的步骤就可以了

    单点修改

    修改\(i\)的时候,寻找包含i的所有区间:

    第一个包含\(i\)\(lowbit\)\(i\)大的节点是\(i+lowbit(i)\)

    int lowbit(int x)
    {
        return x&(-x);
    }
    void add(int x,int y)
    {
        for( ;x<=n;x+=lowbit(x)) c[x]+=y;
    }
    int ask(int x)
    {
        int res=0;
        for( ;x;x-=lowbit(x))
            res+=c[x];
        return res;
    }
    
    差分

    实际上就是用树状数组维护一下差分序列的前缀和就行

    区间修改

    将区间\([l,r]\)内的数全加v,或者查询\([l,r]\)内数的和

    考虑用差分数组来表示\([1,R]\)的前缀和

    \[\sum_{k=1}^Ra_k=\sum_{k=1}^R \sum_{i=1}^kd_i \\ =\sum_{i=1}^R \sum_{k=i}^Rd_i \\ =\sum_{i=1}^R(R-i+1)d_i=(R+1)\sum_{i=1}^Rd_i-\sum_{i=1}^Rid_i \]

    逆序对

    题目

    给定序列,求有多少对逆序对

    思路

    对于每个i,它的前面有多少个数比它大

    先离散化,对值域建树状数组

    然后从左往右扫描一次,在每个位置需要查询权值的前缀和,然后把这个数加入树状数组

    时间复杂度\(O(nlogn)\)

    二维树状数组

    给定n*m的矩阵\(a_{i,j}\),有\(q\)次操作,每次操作修改某个元素或者查询某个子矩阵的和

    记录\(b_{i,j}\)表示从\((i-lowbit(i)+1,j-lowbit(j)+1)\)\((i,j)\)的子矩阵的和

    查询和修改的时候,先枚举第一维,再枚举第二维

    时间复杂度\(O(Qlogn \space logm)\)

    void update(int x,int y,int z)
    {
        for(int i=x;i<=n;i+=lowbit(i))
        {
            for(int j=y;j<=m;j+=lowbit(j))
                b[i][j]+=z;
        }
    }
    int query(int x,int y)
    {
        int res=0;
        for(int i=x;i>0;i-=lowbit(i))
        {
            for(int j=y;j>0;j-=lowbit(j))
                res+=b[i][j];
        }
        return res;
    }
    

    线段树

    可以用于维护区间信息

    比如:

    维护长为n的序列:

    包括单点修改,区间查询等操作

    线段树的形式是一颗二叉树,每个节点维护一段区间的信息

    根节点为\([1,n]\)

    对于节点\([L,R]\),设中点\(mid=\lfloor \dfrac {L+R} 2 \rfloor\),把该节点从mid处分开,左边的子节点为\([L,mid]\),右边的子节点为\([mid+1,R]\)

    树高\(O(log n)\),总结点数2n-1

    对于节点x。左儿子为2x,右儿子则为2x-1

    建树

    根节点为\([1,n]\),考虑根节点为\([L,R]\)的时候:

    设mid=(l+r)/2,对于区间\([L,mid],[mid+1,R]\)递归建树

    合并两个区间的信息

    int a[N], mx[N << 2];
    void update(int x, int L, int R) {
        if(L != R) {
            mx[x] = max(mx[x << 1], mx[x << 1 | 1]);
        }
    }
    void build(int x, int L, int R) {
        if(L == R) {
            mx[x] = a[L];
            return;
        }
        int mid = (L + R) >> 1;
        build(x << 1, L, mid);
        build(x << 1 | 1, mid + 1, R);
        update(x, L, R);
    }
    
    单点修改/查询

    单点查询:从上向下找到对应的叶子节点

    单点修改:先修改叶子节点,然后从下往上向上更新

    int query(int x, int L, int R, int p) {
        if(L == R) return mx[x];
        int mid = (L + R) >> 1;
        if(p <= mid) return query(x << 1, L, mid, p);
        else return query(x << 1 | 1, mid + 1, R, p);
    }
    int modify(int x, int L, int R) {
        if(L == R) {
            mx[x] = v;
            return;
        }
        int mid = (L + R) >> 1;
        if(p <= mid) modify(x << 1, L, mid, p, v);
        else modify(x << 1 | 1, mid + 1, R, p, v);
        update(x, L, R);
    }
    
    区间查询

    查询区间\([l,r]\)的时候,可以最多拆成\(2log \space n\)个不相交区间,合并这些区间可以得到答案

    从线段树从上往下找答案

    区间修改

    对区间\([l,r]\)\(v\),同样可以拆成最多\(2log\space n\)个区间,并修改这些区间

    在一个节点做区间修改的时候,不立刻修改它的子节点

    记录懒标记:每个节点x记录还没有加到子树中的值的总和

    查询经过某节点的时候,将懒标记下放给它的两个儿子

    int mx[N << 2], sum[N << 2], tag[N << 2];
    void update(int x) {
        mx[x] = max(mx[x << 1], mx[x << 1 | 1]);
        sum[x] = sum[x << 1] + sum[x << 1 | 1];
    }
    void pushdown(int x, int L, int R) {
        if(tag[x] == 0) return;
        sum[x] += tag[x] * (R - L + 1);
        mx[x] += tag[x];
        if(L != R) {
            tag[x << 1] += tag[x];
            tag[x << 1 | 1] += tag[x];
        }
        tag[x] = 0;
    }
    // a[l...r] += v
    void modify(int x, int L, int R, int l, int r, int v) {
        pushdown(x, L, R);
        if(L == l && R == r) {
            tag[x] += v;
            pushdown(x, L, R);
            return;
        }
        int mid = (L + R) >> 1;
        if(r <= mid) modify(x << 1, L, mid, l, r, v);
        else if(l > mid) modify(x << 1 | 1, mid+1, R, l, r, v);
        else{
            modify(x << 1, L, mid, l, mid, v);
            modify(x << 1 | 1, mid+1, R, mid+1, r, v);
        }
        update(x);
    }
    
    标记永久化
    // -------------- 标记永久化 ---
    void modify(int x, int L, int R, int l, int r, int v) {
        if(L == l && R == r) {
            tag[x] += v;
            sum[x] += tag[x] * (R - L + 1);
            mx[x] += tag[x];
            return;
        }
        int mid = (L + R) >> 1;
        if(r <= mid) modify(x << 1, L, mid, l, r, v);
        else if(l > mid) modify(x << 1 | 1, mid+1, R, l, r, v);
        else{
            modify(x << 1, L, mid, l, mid, v);
            modify(x << 1 | 1, mid+1, R, mid+1, r, v);
        }
        update(x, L, R);
    }
    int query(int x, int L, int R, int l, int r, int cur) {
        if(l == L && r == R)
            // return mx[x] + cur;
            return sum[x] + cur * (r - l + 1);
        cur += tag[x];
        int mid = (L + R) >> 1;
        if(r <= mid) return query(x << 1, L, mid, l, r, cur);
        else if(l > mid) return query(x << 1 | 1, mid + 1, R, l, r, cur);
        else{
            int u = query(x << 1, L, mid, l, mid, cur);
            int v = query(x << 1 | 1, mid + 1, R, mid + 1, r, cur);
            // return max(u, v);
            return u + v;
        }
    }
    

    P2023 维护序列

    思路

    实际上就是多一个乘法标记,跟线段树2差不多,就一板子

    #include <iostream>
    #include <cstdio>
    #include <algorithm>
    #include <cstring>
    #include <string>
    using namespace std;
    const int maxn=100010;
    int p;
    int a[maxn+5];
    struct tree{
    	int l,r;
    	long long dat,lazy,mul;
    }t[maxn*4+5];
    void pushup(int k)
    {
    	t[k].dat=(t[k<<1].dat+t[k<<1|1].dat)%p;
    }
    void build(int k,int l,int r)
    {
    	t[k].lazy=0,t[k].mul=1;
    	t[k].l=l,t[k].r=r;
    	if(l==r)
    	{
    		t[k].dat=a[l];
    		return ;
    	}
    	int mid=(l+r)>>1;
    	build(k<<1,l,mid);
    	build(k<<1|1,mid+1,r);
    	pushup(k);
    }
    void pushdown(int k)
    {
    		t[k<<1].dat=(t[k<<1].dat*t[k].mul+t[k].lazy*(t[k<<1].r-t[k<<1].l+1))%p;
    		t[k<<1|1].dat=(t[k<<1|1].dat*t[k].mul+t[k].lazy*(t[k<<1|1].r-t[k<<1|1].l+1))%p;
    		t[k<<1].mul=(t[k<<1].mul*t[k].mul)%p;
    		t[k<<1|1].mul=(t[k<<1|1].mul*t[k].mul)%p;
    		t[k<<1].lazy=(t[k<<1].lazy*t[k].mul+t[k].lazy)%p;
    		t[k<<1|1].lazy=(t[k<<1|1].lazy*t[k].mul+t[k].lazy)%p;
    		t[k].mul=1;
    		t[k].lazy=0;
    }
    void updata(int k,int l,int r,int v)
    {
    	if(l<=t[k].l&&r>=t[k].r)
    	{
    		t[k].dat=(t[k].dat+(long long)v*(t[k].r-t[k].l+1))%p;
    		t[k].lazy=(t[k].lazy+v)%p;
    		return ;
    	}
    	pushdown(k);
    	int mid=(t[k].l+t[k].r)>>1;
    	if(l<=mid)
    	updata(k<<1,l,r,v);
    	if(r>mid)
    	updata(k<<1|1,l,r,v);
    	pushup(k);
    }
    void updata2(int k,int l,int r,int v)
    {
    	if(l<=t[k].l&&r>=t[k].r)
    	{
    		t[k].dat=(t[k].dat*v)%p;
    		t[k].lazy=(t[k].lazy*v)%p;
    		t[k].mul=(t[k].mul*v)%p;
    		return ;
    	}
    	pushdown(k);
    	int mid=(t[k].l+t[k].r)>>1;
    	if(l<=mid)
    	updata2(k<<1,l,r,v);
    	if(r>mid)
    	updata2(k<<1|1,l,r,v);
    	pushup(k);
    }
    long long query(int k,int l,int r)
    {
    	if(l<=t[k].l&&r>=t[k].r)
    	return t[k].dat;
    	pushdown(k);
    	int mid=(t[k].l+t[k].r)>>1;
    	long long ans=0%p;
    	if(l<=mid)
    	ans+=query(k<<1,l,r)%p;
    	if(r>mid)
    	ans+=query(k<<1|1,l,r)%p;
    	return ans%p;
    }
    int main()
    {
    	std::ios::sync_with_stdio(false);
    	int n,m;
    	cin>>n>>p;
    	for(int i=1;i<=n;i++)
    	cin>>a[i];
    	cin>>m;
    	build(1,1,n);
    	for(int i=1;i<=m;i++)
    	{
    		int o;
    		cin>>o;
    		if(o==1)
    		{
    			int x,y,k;
    			cin>>x>>y>>k;
    			updata2(1,x,y,k);
    			continue;
    		}
    		if(o==2)
    		{
    			int x,y,k;
    			cin>>x>>y>>k;
    			updata(1,x,y,k);
    			continue;
    		}
    		if(o==3)
    		{
    			int x,y;
    			cin>>x>>y;
    			cout<<query(1,x,y)<<'\n';
    		}
    	}
    	return 0;
    }
    

    P4513 小白逛公园

    思路

    在每个节点处维护:

    区间最大字段和,区间最大前缀和和区间最大后缀和

    合并的时候分类讨论就好了

    #include <iostream>
    #include <cstdio>
    #include <algorithm>
    #include <cstring>
    #include <string>
    using namespace std;
    const int maxn=500005;
    int n,m;
    int a[maxn];
    struct tree{
    	int l,r;
    	int sum,lmax,rmax,maxx;
    }t[maxn*4];
    void pushup(int k)
    {
    	t[k].sum=t[k<<1].sum+t[k<<1|1].sum;
    	t[k].lmax=max(t[k<<1].sum+t[k<<1|1].lmax,t[k<<1].lmax);
    	t[k].rmax=max(t[k<<1|1].sum+t[k<<1].rmax,t[k<<1|1].rmax);
    	t[k].maxx=max(max(t[k<<1].maxx,t[k<<1|1].maxx),t[k<<1].rmax+t[k<<1|1].lmax);
    }
    void build(int k,int l,int r)
    {
    	t[k].l=l,t[k].r=r;
    	if(l==r)
    	{
    		t[k].sum=t[k].lmax=t[k].rmax=t[k].maxx=a[l];
    		return ;
    	}
    	int mid=(l+r)>>1;
    	build(k<<1,l,mid);
    	build(k<<1|1,mid+1,r);
    	pushup(k);
    }
    void update(int k,int p,int v)
    {
    	if(t[k].l==t[k].r)
    	{
    		t[k].sum=t[k].lmax=t[k].rmax=t[k].maxx=v;
    		return ;
    	}
    	int mid=(t[k].l+t[k].r)>>1;
    	if(mid>=p)
    	update(k<<1,p,v);
    	else
    	update(k<<1|1,p,v);
    	pushup(k);
    }
    tree query(int k,int l,int r)
    {
    	if(l<=t[k].l&&t[k].r<=r)
    	return t[k];
    	int mid=(t[k].l+t[k].r)>>1;
    	if(r<=mid)
    	return query(k<<1,l,r);
    	else if(l>mid)
    	return query(k<<1|1,l,r);
    	else
    	{
    		tree x=query(k<<1,l,r);
    		tree y=query(k<<1|1,l,r);
    		tree merge;
    		merge.sum=x.sum+y.sum;
    		merge.lmax=max(x.sum+y.lmax,x.lmax);
    		merge.rmax=max(y.sum+x.rmax,y.rmax);
    		merge.maxx=max(max(x.maxx,y.maxx),x.rmax+y.lmax);
    		return merge;
    	}
    }
    int main()
    {
    	cin>>n>>m;
    	for(int i=1;i<=n;i++)
    	cin>>a[i];
    	build(1,1,n);
    	for(int i=1;i<=m;i++)
    	{
    		int op;
    		cin>>op;
    		if(op==1)
    		{
    			int a,b;
    			cin>>a>>b;
    			if(a>b) swap(a,b);
    			tree ans=query(1,a,b);
    			cout<<ans.maxx<<'\n';
    		}
    		else
    		{
    			int p,s;
    			cin>>p>>s;
    			update(1,p,s); 
    		}
    	}
    	return 0;
    }
    

    P2894 Hotel

    思路

    线段树

    类似上一道题目

    在每个节点处维护:

    区间内最长全0的长度,最长全0前缀和最长全0后缀

    查询时,在线段树上二分找到最靠前的答案

    #include <iostream>
    #include <cstdio>
    #include <algorithm>
    #include <cstring>
    #include <string>
    using namespace std;
    const int maxn=500005;
    int n,m;
    struct tree{
    	int sum;
    	int len;
    	int lmax,rmax;
    	int lazy;
    }t[maxn*4];
    void pushup(int k)
    {
    	if(t[k<<1].sum==t[k<<1].len)
    	t[k].lmax=t[k<<1].len+t[k<<1|1].lmax;
    	else 
    	t[k].lmax=t[k<<1].lmax;
    	
    	if(t[k<<1|1].sum==t[k<<1|1].len)
    	t[k].rmax=t[k<<1|1].len+t[k<<1].rmax; 
    	else 
    	t[k].rmax=t[k<<1|1].rmax;
    	
    	t[k].sum=max(max(t[k<<1].sum,t[k<<1|1].sum),t[k<<1].rmax+t[k<<1|1].lmax);
    } 
    void pushdown(int k)
    {
    	if(t[k].lazy==0)
    	return;
    	if(t[k].lazy==1)
    	{
    	    t[k<<1].lazy=t[k<<1|1].lazy=1;
    		t[k<<1].sum=t[k<<1].lmax=t[k<<1].rmax=0;
    		t[k<<1|1].sum=t[k<<1|1].lmax=t[k<<1|1].rmax=0;
    	}
    	if(t[k].lazy==2)
    	{
    		t[k<<1].lazy=t[k<<1|1].lazy=2;
    		t[k<<1].sum=t[k<<1].lmax=t[k<<1].rmax=t[k<<1].len;
    		t[k<<1|1].sum=t[k<<1|1].lmax=t[k<<1|1].rmax=t[k<<1|1].len;
    	}
    	t[k].lazy=0;
    }
    void build(int k,int l,int r)
    {
    	t[k].lazy=0;
    	t[k].sum=t[k].len=t[k].lmax=t[k].rmax=r-l+1;
    	if(l==r)
    	return;
    	int mid=(l+r)/2;
    	build(k<<1,l,mid);
    	build(k<<1|1,mid+1,r); 
    }
    void update(int k,int l,int r,int tag,int L,int R)
    {
    	pushdown(k);
    	if(L<=l&&r<=R)
    	{
        	if(tag==1)t[k].sum=t[k].lmax=t[k].rmax=0;
    		else t[k].sum=t[k].lmax=t[k].rmax=t[k].len; 
    		t[k].lazy=tag;
    		return;
    	}
    	int mid=(l+r)/2;
    	if(L<=mid)
    	update(k<<1,l,mid,tag,L,R);
    	if(R>mid)
    	update(k<<1|1,mid+1,r,tag,L,R);
    	pushup(k);
    }
    int query(int k,int l,int r,int length)
    {
    	pushdown(k);
    	if(l==r)return l;
    	int mid=(l+r)/2;
    	if(t[k<<1].sum>=length)
    	return query(k<<1,l,mid,length);
    	if(t[k<<1].rmax+t[k<<1|1].lmax>=length)
    	return mid-t[k<<1].rmax+1;
    	else 
    	return query(k<<1|1,mid+1,r,length);
    }
    int main()
    {
    	cin>>n>>m;
    	build(1,1,n);
    	for(int i=1;i<=m;i++) 
    	{
    		int op,x,y;
    		cin>>op;
    		if(op==1)
    		{
    			cin>>x;
    			if(t[1].sum>=x)
    			{
    				int l=query(1,1,n,x);
    				cout<<l<<'\n';
    				update(1,1,n,1,l,l+x-1);
    			}
    			else
    			cout<<0<<'\n';
    		}
    		else
    		{
    			cin>>x>>y;
    			update(1,1,n,2,x,x+y-1);
    		}
    	}
    	return 0;
    }
    

    P5490 扫描线

    思路

    一个扫描线的模板

    离散化坐标,并按照x从小到大的顺序扫描

    每一步加入或者删除一个矩形(一根线段),线段树维护被覆盖部分

    维护被覆盖的面基,节点记录:

    实际区间长度,被覆盖部分长度,最小值,最小值部分长度

    #include <iostream>
    #include <cstdio>
    #include <algorithm>
    #include <string>
    #include <cstring>
    using namespace std;
    const int maxn=1e6+5;
    int n;
    long long x1,y1,x2,y2;
    long long x[maxn*2];
    struct scanline{
    	long long l,r,h;
    	int mark;
    	bool operator < (const scanline &rhs) const
    	{
    		return h<rhs.h;
    	}
    }line[maxn*2];
    struct tree{
    	int l,r;
    	int sum;
    	long long len;
    }t[maxn*4];
    void pushup(int k)
    {
    	if(t[k].sum)
    	t[k].len=x[t[k].r+1]-x[t[k].l];
    	else
    	t[k].len=t[k<<1].len+t[k<<1|1].len;
    }
    void build(int k,int l,int r)
    {
    	t[k].l=l,t[k].r=r;
    	t[k].len=0;
    	t[k].sum=0;
    	if(l==r)
    	return ;
    	int mid=(l+r)>>1;
    	build(k<<1,l,mid);
    	build(k<<1|1,mid+1,r);
    }
    void edit_tree(int k,long long l,long long r,int c)
    {
    	if(x[t[k].r+1]<=l||r<=x[t[k].l])
    	return ;
    	if(l<=x[t[k].l]&&x[t[k].r+1]<=r)
    	{
    		t[k].sum+=c;
    		pushup(k);
    		return ;
    	}
    	edit_tree(k<<1,l,r,c);
    	edit_tree(k<<1|1,l,r,c);
    	pushup(k);
    }
    int main()
    {
    	cin>>n;
    	for(int i=1;i<=n;i++)
    	{
    		cin>>x1>>y1>>x2>>y2;
    		x[2*i-1]=x1,x[2*i]=x2;
    		line[2*i-1]=(scanline){x1,x2,y1,1};
    		line[2*i]=(scanline){x1,x2,y2,-1};
    	}
    	n<<=1;
    	sort(line+1,line+1+n);
    	sort(x+1,x+1+n);
    	//离散化 
    	int tot=unique(x+1,x+1+n)-x-1;
    	build(1,1,tot-1);
    	long long ans=0;
    	for(int i=1;i<n;i++)
    	{
    		edit_tree(1,line[i].l,line[i].r,line[i].mark);
    		
    		ans+=t[1].len*(line[i+1].h-line[i].h);
    	}
    	cout<<ans<<endl;
    	return 0;
    }
    

    线段树的可持久化

    可持久化:支持保存和访问数据结构历史版本

    可持久化线段树

    在单次修改之后,产生变化的节点只有\(O(log \space n)\)

    只需要为这些节点开辟新的空间

    不能用堆式编号,需要记录子树节点编号,并动态开点,区间操作需要标记永久化,单次操作的时间和空间复杂度为\(O(log \space n)\)

    const int maxn=100005;
    struct node{
        int l,r;
        int sum,ls,rs;
    }a[20*maxn];
    int cnt,root[maxn];//root代表每次操作之后的根节点
    void modify(int &x,int L,int R,int p,int v)//把p位置修改成v
    {
        if(!x)
            x=++cnt;//如果x还没有开,那就新开一个点
        if(L==R)
        {
            a[x].sum=v;
            return ;
        }
        int mid=(L+R)>>1;
        if(p<=mid)
            modify(a[x].ls,L,mid,p,v);
        else
            modify(a[x].rs,mid+1,R,p,v);
        a[x].sum=a[a[x].ls].sum+a[a[x].rs].sum;//合并信息
    }
    int query(int x,int L,int R,int l,int r)
    {
        if(x==0)
             return 0;
        if(l==L&&r==R)
            return a[x].sum;
        int mid=(L+R)>>1;
        if(r<=mid)
            return query(a[x].ls,L,mid,l,r);
        else if(l>mid)
            return query(a[x].rs,mid+1,R,l,r);
        else
        {
            int u=query(a[x].ls,L,mid,l,mid);
            int v=query(a[x].rs,mid+1,R,mid+1,r);
            return u+v;
        }
    }
    int main() 
    {
        for(int i=1; i<=Q; i++) 
        {
            root[i] = root[i-1];
            modify(root[i], 1, n, p, v);
        }
        return 0;
    }
    
    可持久化并查集

    用持久化也可以实现可持久化并查集

    P3834 可持久化线段树(模板)

    思路

    考虑区间是\([1,n]\)的情况:

    1.离散化之后建立值域线段树,区间\([L,R]\)保存落在\([L,R]\)内的数的个数

    2.在线段树上二分找到第k大的值

    3.如果左子树的总和\(\le k\),则向左子树走,否则向右子树走

    主席树

    区间\([L,R]\)的值域线段树,可以用\([1,R],[1,L-1]\)的相减得到

    暴力:开n棵线段树,时间复杂度为\(O(n^2)\)

    1.将第i棵线段树在第i-1棵线段树的基础上修改了一个值

    2.将线段树可持久化,一共n个版本,查询时同时访问两个历史版本,并把他们相减

    int query_kth(int x,int L,int R,int k)
    {
        if(L==R)
            return L;
        int mid=(L+R)>>1;
        int =a[a[x].ls].sum-a[a[y].ls].sum;
        if(s>=k)
            return query(a[x].ls,L,mid,k);
        else
            return query(a[x].rc,mid+1,R,k-s);
    }
    
    //其他的
    
    const int N = 100005;
    struct Node{
        int lc, rc, sum;
    }a[20 * N];
    int cnt, root[N];
    // a[p] = v;
    void modify(int& x, int L, int R, int p, int v) {
        a[++cnt] = a[x];
        x = cnt;
        if(L == R) {
            a[x].sum = v;
            return;
        }
        int mid = (L + R) >> 1;
        if(p <= mid) modify(a[x].lc, L, mid, p, v);
        else modify(a[x].rc, mid+1, R, p, v);
        a[x].sum = a[a[x].lc].sum + a[a[x].rc].sum;     // a[0].sum = 0;
    }
    int query(int x, int L, int R, int l, int r) {
        if(x == 0) return 0;
        if(l == L && r == R) return a[x].sum;
        int mid = (L + R) >> 1;
        if(r <= mid) return query(a[x].lc, L, mid, l, r);
        else if(l > mid) return query(a[x].rc, mid + 1, R, l, r);
        else{
            int u = query(a[x].lc, L, mid, l, mid);
            int v = query(a[x].rc, mid + 1, R, mid + 1, r);
            return u + v;
        }
    }
    int main() {
        for(int i=1; i<=Q; i++) {
            root[i] = root[i-1];
            modify(root[i], 1, n, p, v);
            // root[i] = ++cnt
        }
        // query(root[i], 1, n, l, r);
        return 0;
    }
    

    P4216 情报传递

    思路

    得到一个路径的主席树

    综合练习

    P4145 花神游历各国

    思路

    注意到每个数最多开根6次后就会变成1

    方法1:

    在线段树上暴力开根,把全都是1的区间打上标记

    方法2:

    树状数组暴力单点修改,在修改的时候跳过所有的1,可以使用并查集来实现

    #include <iostream>
    #include <cstdio>
    #include <algorithm>
    #include <cstring>
    #include <string>
    #include <cmath>
    using namespace std;
    const int maxn=100005;
    long long n,m;
    long long a[maxn],b[maxn];
    bool vis[maxn]={false};
    long long fa[maxn];
    long long get(long long x)
    {
    	return fa[x]=(x==fa[x]? x:get(fa[x]));
    }
    void init()
    {
    	for(int i=1;i<=maxn-5;i++)
    	fa[i]=i;
    }
    inline long long read()
    {
    	long long x=0,f=1;char ch=getchar();
    	while (ch<'0'||ch>'9'){if (ch=='-') f=-1;ch=getchar();}
    	while (ch>='0'&&ch<='9'){x=x*10+ch-48;ch=getchar();}
    	return x*f;
    }
    long long lowbit(long long x)
    {
    	return x&(-x);
    }
    void add(long long x,long long y)
    {
    	for( ;x<=n;x+=lowbit(x))
    	b[x]+=y; 
    }
    long long ask(long long x)
    {
    	long long res=0;
    	for( ;x;x-=lowbit(x))
    	res+=b[x];
    	return res;
    }
    int main()
    {
    	init();
    	n=read();
    	for(register long long i=1;i<=n;i++)
    	{
    		a[i]=read();
    		add(i,a[i]);
    	}
    	fa[n+1]=n+1;
    	m=read();
    	while(m--)
    	{
    		int k=read(),l=read(),r=read();
    		if(l>r) swap(l,r);
    		if(k==0)
    		{
    			long long t;
    			for(int i=l;i<=r;add(i,(t=(int)sqrt(a[i]))-a[i]),a[i]=t,fa[i]=(a[i]<=1)?i+1:i,i=(get(i)==i)?i+1:fa[i]);
    		}
    		else
    		{
    			cout<<ask(r)-ask(l-1)<<'\n';
    		}
    	}
    	return 0;
    }
    

    P1972 HH的项链

    思路

    离线询问,从左往右考虑每个下标\(i\),并处理右端点\(i\)的询问

    #include <iostream>
    #include <cstdio>
    #include <algorithm>
    #include <cstring>
    #include <string>
    using namespace std;
    const int maxn=1000005;
    int n,m;
    int a[maxn],b[maxn];
    int vis[maxn],ans[maxn];
    struct qyj{
    	int l,r;
    	int id;
    }q[maxn];
    int lowbit(int x)
    {
    	return x&(-x);
    }
    void add(int x,int y)
    {
    	for( ;x<=n;x+=lowbit(x))
    	b[x]+=y;
    }
    int ask(int x)
    {
    	int res=0;
    	for( ;x; x-=lowbit(x))
    	res+=b[x];
    	return res;
    }
    bool cmp(qyj x,qyj y)
    {
    	return x.r<y.r; 
    }
    int main()
    {
    	cin>>n;
    	for(int i=1;i<=n;i++)
    	cin>>a[i];
    	cin>>m;
    	for(int i=1;i<=m;i++)
    	{
    		cin>>q[i].l>>q[i].r;
    		q[i].id=i;
    	}
    	sort(q+1,q+1+m,cmp);
    	int pow=1;
    	for(int i=1;i<=m;i++)
    	{
    		for(int j=pow;j<=q[i].r;j++)
    		{
    			if(vis[a[j]])
    			add(vis[a[j]],-1);
    			add(j,1);
    			vis[a[j]]=j;
    		}
    		pow=q[i].r+1;
    		ans[q[i].id]=ask(q[i].r)-ask(q[i].l-1);
    	}
    	for(int i=1;i<=m;i++)
    	cout<<ans[i]<<'\n';
    	return 0;
    }
    

    P4587 神秘数

    思路

    如果没有区间查询:

    从小到大考虑每一个数,设当前能表示出\([1,x]\)的数

    如果下一个数\(a_i \ge x+2\),则答案是\(x+1\)

    否则,能表示的数的范围则扩充到\([1,x+a_i]\)

    优化扩充的过程:设一个last,表示用\(\le last\)的数凑出的范围是\([1,x]\)

    如果下一个数\(>x+1\),则答案就是\(x+1\)

    否则,求出所有在\([last+1,x]\)之间的数的和\(sum\)

    \(x\)增加到\(x+sum\)\(last\)增加到原来的\(x\)

    扩充不超过\(O(log(\sum a_i))\)步(斐波那契)

    然后主席树实现查询

    总的时间复杂度为\(O(mlog \space n \space log(\sum a_i))\)

    P1712 区间

    思路

    按照区间长度排序,双指针扫一遍

    线段树区间加,维护区间最大值

    时间复杂度\(O(nlogn)\)

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    指针和const限定符
    void与void *
    构造函数初始化
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