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入门-线段树

入门-线段树

作者: 是你亮哥哥呀 | 来源:发表于2019-04-10 22:34 被阅读0次

    1. 最高分是多少

    题目描述

    老师想知道从某某同学到某某同学当中,分数最高的是多少。
    现在请你编程模拟老师的询问。当然,老师有时候需要更新某位同学的成绩。

    输入

    输入包含多组测试数据。
    每组输入第一行是两个正整数N和M(0<N<=30000,0<M<5000),分表代表学生的数目和操作的数目。
    学生ID编号从1编到N。
    第二行包含N个整数,代表这N个学生的初始成绩,其中第i个数代表ID为i的学生的成绩。
    接下来有M行。每一行有一个字符C(只取‘Q’或‘U’),和两个正整数A,B。
    当C为‘Q’的时候,表示这是一条询问操作,它询问ID从A到B(包括A,B)的学生当中,成绩最高的是多少。
    当C为‘U’的时候,表示这是一条更新操作,要求把ID为A的学生的成绩更改为B。

    输出

    对于每一次询问操作,在一行里面输出最高成绩。

    样例输入

    5 6
    1 2 3 4 5
    Q 1 5
    U 3 6
    Q 3 4
    Q 4 5
    U 2 9
    Q 1 5

    样例输出

    5
    6
    5
    9

    解析

    入门级的线段树,单点修改和区间查询。
    线段树的单点修改就是一直递归到叶子节点把log_2{n}个节点的值修改,回溯的时候往上维护信息即可。线段树的区间查询也不是很难,我们考虑三种情况

    1. 当前查询的左端点小于等于当前节点储存的中点,那我们继续往左儿子找就好了。
    2. 当前查询的右端点大于中点,那我们往右儿子找。
    3. 如果当前询问的左右端点包含了中点,那我们就把询问区间变为询问区间左端点到中点,中点+1到询问右端点两个区间然后递归查找就好了。

    题目链接 :郑大最高分是多少 杭电I Hate It

    代码

    代码中的Build(),Update(),Query()函数可以当作模板来使用,这里求的区间最大值,根据相应问题改成相应的函数。

    #include <iostream>
    #include <cstdio>
    #include <cstring>
    
    using namespace std;
    
    const long maxn = 5e5 + 5; 
    
    int segTree[maxn]; //连续存储线段树 
    int In[maxn]; //输入数据 
    
    int max(int a, int b){
        return a>b?a:b;
    }
    
    //root当前线段数的根节点,[l,r]当前节点的区间 
    void Build(int root, int l, int r)
    {
        if(l == r){
            segTree[root] = In[l];
            return ;
        }
        int mid = (l + r)>>1; 
        Build(root<<1, l, mid); 
        Build(root<<1|1, mid+1, r);
        segTree[root] = max(segTree[root<<1],segTree[root<<1|1]);
    }
    
    //root 当前线段树的根节点,[l,r]当前节点所表示的区间,[ql, qr]此次查询的区间
    int Query(int root, int l, int r, int ql, int qr)
    {
        if(l == ql && r == qr)return segTree[root];
        int mid = (l + r)>>1;
        // 查询区间在当前区间左半部分 
        if(qr <= mid)return Query(root<<1, l, mid, ql, qr);
        // 查询区间在当前区间左半部分 
        else if(ql > mid)return Query(root<<1|1, mid+1, r, ql, qr);
        //  
        else return max(Query(root<<1, l, mid, ql, mid), Query(root<<1|1, mid+1, r, mid+1, qr));
    }
    
    // 单节点更新 
    //root 当前线段树的根节点,[l,r] 当前节点所表示的区间,index 待更新的节点的索引,value更新的值 
    void Update(int root, int l, int r, int index, int value)
    {
        if(l == r){
            segTree[root] = value;
            return ;
        }
        int mid = (l + r)>>1;
        // 待更新节点在左子树  
        if(index <= mid) Update(root<<1, l, mid, index, value);
        // 待更新节点在右子树 
        else Update(root<<1|1, mid+1, r, index, value);
        // 更新当前节点 
        segTree[root] = max(segTree[root<<1], segTree[root<<1|1]);
    }
    
    
    int main()
    {
        int n, m; //n是学生个数,m是操作次数 
         
        while(scanf("%d%d",&n,&m) != EOF){
            // 从下标1开始存 
            for (int i=1; i<=n; i++){
                scanf("%d", &In[i]);
            } 
            //Build(root, l, r);
            Build(1, 1, n);
            for (int i=0; i<m; i++) {
                char op[30];
                int a, b;
                scanf("%s", op);
                scanf("%d%d", &a, &b);
                if (op[0] == 'Q') {
                    printf("%d\n", Query(1, 1, n, a, b));
                }
                else if (op[0] == 'U') {
                    Update(1, 1, n, a, b);
                }
            }
        }
        return 0;
    }
    
    • 杭电里这道题输入输出最好使用scanf,cin的耗时巨大,差异还是很明显的


      上面一行是scanf读入,下面一行是cin读入

    2. 敌兵布阵

    题目描述

    C国的死对头A国这段时间正在进行军事演习,所以C国间谍头子Derek和他手下Tidy又开始忙乎了。A国在海岸线沿直线布置了N个工兵营地,Derek和Tidy的任务就是要监视这些工兵营地的活动情况。由于采取了某种先进的监测手段,所以每个工兵营地的人数C国都掌握的一清二楚,每个工兵营地的人数都有可能发生变动,可能增加或减少若干人手,但这些都逃不过C国的监视。
    中央情报局要研究敌人究竟演习什么战术,所以Tidy要随时向Derek汇报某一段连续的工兵营地一共有多少人,例如Derek问:“Tidy,马上汇报第3个营地到第10个营地共有多少人!”Tidy就要马上开始计算这一段的总人数并汇报。但敌兵营地的人数经常变动,而Derek每次询问的段都不一样,所以Tidy不得不每次都一个一个营地的去数,很快就精疲力尽了,Derek对Tidy的计算速度越来越不满:"你个死肥仔,算得这么慢,我炒你鱿鱼!”Tidy想:“你自己来算算看,这可真是一项累人的工作!我恨不得你炒我鱿鱼呢!”无奈之下,Tidy只好打电话向计算机专家Windbreaker求救,Windbreaker说:“死肥仔,叫你平时做多点acm题和看多点算法书,现在尝到苦果了吧!”Tidy说:"我知错了。。。"但Windbreaker已经挂掉电话了。Tidy很苦恼,这么算他真的会崩溃的,聪明的读者,你能写个程序帮他完成这项工作吗?不过如果你的程序效率不够高的话,Tidy还是会受到Derek的责骂的.

    输入

    第一行一个整数T,表示有T组数据。
    每组数据第一行一个正整数N(N<=50000),表示敌人有N个工兵营地,接下来有N个正整数,第i个正整数ai代表第i个工兵营地里开始时有ai个人(1<=ai<=50)。
    接下来每行有一条命令,命令有4种形式:
    (1) Add i j,i和j为正整数,表示第i个营地增加j个人(j不超过30)
    (2)Sub i j ,i和j为正整数,表示第i个营地减少j个人(j不超过30);
    (3)Query i j ,i和j为正整数,i<=j,表示询问第i到第j个营地的总人数;
    (4)End 表示结束,这条命令在每组数据最后出现;
    每组数据最多有40000条命令

    输出

    对第i组数据,首先输出“Case i:”和回车,
    对于每个Query询问,输出一个整数并回车,表示询问的段中的总人数,这个数保持在int以内。

    样例输入

    1
    10
    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
    Query 1 3
    Add 3 6
    Query 2 7
    Sub 10 2
    Add 6 3
    Query 3 10
    End

    样例输出

    Case 1:
    6
    33
    59

    题目链接:敌兵布阵

    #include <iostream>
    #include <cstdio>
    #include <cstring>
    
    using namespace std;
    
    const long maxn = 2e5 + 10; 
    
    int segTree[maxn]; //连续存储线段树 
    int In[maxn]; //输入数据 
    
    int sum(int a, int b){
        return a + b;
    }
    
    //root当前线段数的根节点,[l,r]当前节点的区间 
    void Build(int root, int l, int r)
    {
        if(l == r){
            segTree[root] = In[l];
            return ;
        }
        int mid = (l + r)>>1; 
        Build(root*2, l, mid); 
        Build(root*2+1, mid+1, r);
        segTree[root] = sum(segTree[root*2],segTree[root*2+1]);
    }
    
    //root 当前线段树的根节点,[l,r]当前节点所表示的区间,[ql, qr]此次查询的区间
    int Query(int root, int l, int r, int ql, int qr)
    {
        if(l == ql && r == qr)return segTree[root];
        int mid = (l + r)/2;
        // 查询区间在当前区间左半部分 
        if(qr <= mid)return Query(root*2, l, mid, ql, qr);
        // 查询区间在当前区间左半部分 
        else if(ql > mid)return Query(root*2+1, mid+1, r, ql, qr);
        //  
        else return sum(Query(root*2, l, mid, ql, mid), Query(root*2+1, mid+1, r, mid+1, qr));
    }
    
    // 单节点更新 
    //root 当前线段树的根节点,[l,r] 当前节点所表示的区间,index 待更新的节点的索引,value更新的值 
    void Update(int root, int l, int r, int index, int value)
    {
        if(l == r){
            segTree[root] += value;
            return ;
        }
        int mid = (l + r)/2;
        // 待更新节点在左子树  
        if(index <= mid) Update(root*2, l, mid, index, value);
        // 待更新节点在右子树 
        else Update(root*2+1, mid+1, r, index, value);
        // 更新当前节点 
        segTree[root] = sum(segTree[root*2], segTree[root*2+1]);
    }
    
    
    int main()
    {
        int T, n;
        cin>>T;
        for (int cs=1; cs<=T; cs++){
            cin>>n;
            //新的输入应初始化数组
            memset(segTree, 0, sizeof(segTree));
            memset(In, 0, sizeof(In));
            // 从下标1开始存 
            for (int i=1; i<=n; i++){
                cin>>In[i];
            } 
            //Build(root, l, r);
            Build(1, 1, n);
            // 输出case number: 
            cout<<"Case "<<cs<<":"<<endl;
            char op[30];
            int a, b;
            // 用cin的时候超时了 
            while(scanf("%s", op) && op[0] != 'E'){
                cin>>a>>b;
                if (op[0] == 'Q'){
                    cout<<Query(1, 1, n, a, b)<<endl;
                }else if (op[0] == 'A'){
                    Update(1, 1, n, a, b);
                }else if (op[0] == 'S'){
                    Update(1, 1, n, a, -b);
                }
            }
        } 
        return 0;
    }
    

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