主席树/函数式线段树/可持久化线段树
来源:互联网 发布:淘宝助手上传图片失败 编辑:程序博客网 时间:2024/05/17 03:22
【前言】
主席树、函数式线段树、可持久化线段树
这三者其实是一个东西……
它的作用十分显然,就是访问线段树的历史版本……
【实现】
假设我们要对线段树进行Q次插入操作,如何(随机)访问第i次操作后的线段树?
我们当然可以对每个状态都造一棵完整的线段树,但是显然会MLE啊,怎么办?
观察可以发现,线段树的插入操作每次只会更新logN个节点,其他节点都不会变
于是我们可以利用前一次操作的状态,避免重复构造不变节点。
如何实现对不变节点的利用呢?看下图:
新的节点“依附”在旧的线段树上,并与旧的线段树共用一些子树
(看这图需要有一点空间想象力)
另外,主席树有一个很有用的性质就是每棵线段树的形态都是一样的,所以可以对每个对应节点相加减(这样就可以容斥啦)
【应用】
可持久化线段树有什么用呢?一般用于基于序列的名次操作(离线)。
说个最简单的,给定一个序列,每次询问区间[L,R]中第k大的数。
首先考虑线段树表示的是什么,我们定义线段[L,R]表示所有满足L<=a[i]<=R的个数(注意不要和上面的区间[L,R]搞混)。
那么思考如下过程:从1至n,一个一个对线段树插入a[i]。
这样就可以构造出主席树。其中第i棵线段树(第i个历史版本)rot[i]的节点[L,R]的权值表示[1,i]这个子区间的所有满足L<=a[i]<=R的个数。
询问与BST的Rank操作类似,考虑在rot[i]中找第K大的数,如果左子树的权值大于等于K,说明第k大的在左边,否则在右边,并修改K的值。这样询问rot[R]和rot[L-1]两次即可得到答案。(实际运用中我把两次询问做到了一起)
【例题】
POJ 2104
裸题,按照我上面写的做就行了
#include<cstdio>#include<algorithm>using namespace std;const int maxn=100005,maxs=2000005;int n,m,q,a[maxn],b[maxn];struct node{ node *l,*r; int s,L,R; node(int x=0,int y=0) {L=x;R=y;s=0;} void pushup() {s=l->s+r->s;}}base[maxs],nil;typedef node* P_node;P_node null=&nil,len=base,rot[maxn];void Seg_T_init(){ null->l=null->r=null;}P_node newnode(int l,int r){ *len=node(l,r); return len++;}P_node build(int l,int r){ P_node x=newnode(l,r); if (l==r) return x; int mid=l+r>>1; x->l=build(l,mid);x->r=build(mid+1,r); x->pushup(); return x;}P_node ist(P_node lst,int k){ P_node x=newnode(lst->L,lst->R); x->s=lst->s; x->l=lst->l; x->r=lst->r; if (x->L==x->R) {x->s++;return x;} int mid=x->L+x->R>>1; if (k<=mid) x->l=ist(lst->l,k);else x->r=ist(lst->r,k); x->pushup(); return x;}int qry(P_node l,P_node r,int k){ if (l->L==l->R) return b[l->L]; int tem=r->l->s-l->l->s; if (k<=tem) return qry(l->l,r->l,k);else return qry(l->r,r->r,k-tem);}inline int red(){ int tot=0,f=1;char ch=getchar(); while (ch<'0'||'9'<ch) {if (ch=='-') f=-f;ch=getchar();} while ('0'<=ch&&ch<='9') tot=tot*10+ch-48,ch=getchar(); return tot*f;}int main(){ Seg_T_init(); n=red(),q=red(); for (int i=1;i<=n;i++) a[i]=b[i]=red(); sort(b+1,b+1+n); m=unique(b+1,b+1+n)-b-1; rot[0]=build(1,m); for (int i=1;i<=n;i++) rot[i]=ist(rot[i-1],lower_bound(b+1,b+1+m,a[i])-b); while (q--){ int l=red(),r=red(),k=red(); printf("%d\n",qry(rot[l-1],rot[r],k)); } return 0;}
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