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水题:树状数组的巧妙运用

水题:树状数组的巧妙运用

作者: 碧影江白 | 来源:发表于2016-08-28 08:00 被阅读9次

    Color the ball
    N个气球排成一排,从左到右依次编号为1,2,3....N.每次给定2个整数a b(a <= b),lele便为骑上他的“小飞鸽"牌电动车从气球a开始到气球b依次给每个气球涂一次颜色。但是N次以后lele已经忘记了第I个气球已经涂过几次颜色了,你能帮他算出每个气球被涂过几次颜色吗?
    题意很简单,每次都有a到b的气球加一,所以很快就写出了代码:

    #include <iostream>
    #include <algorithm>
    #include <cstdio>
    #include <string.h>
    #define MMAX 100005
    using namespace std;
    int C[MMAX];
    void main()
    {
        int i,j,n,m,k,l;
        while(scanf("%d",&n)&&n!=0)
        {
            memset(C,0,sizeof (C));
            for (i=0;i<n;i++)
            {
                scanf("%d%d",&k,&l);
                for(j=k;j<=l;j++)
                    C[j]++;
            }
            for (i=1;i<=n;i++)
            {
                printf("%d",C[i]);
                if (i!=n)
                    printf(" ");
            }
            printf("\n");
        }
    }
    

    不出所料,是超时的,所以不得不做的是分析浪费时间的原因和相应的解决方案。
    遍历输出的方面是不能改的,因为每一次遍历都需要输出一位数,那么浪费时间的主要步骤就是累加了,既然不能从a到b逐个加,那么就应该找一个方法尽量使该加法得到最简化。
    真的是非常巧妙的运用,在做题时如果想不到可以直接使用线段树,但是代码不会如此精简。
    首先我们以数组A的每一个结点来代替一个气球被染色的次数:


    如图,便是最开始的思想了,那么又该如何优化呢?同时,又该怎样运用到求和当中去呢?可以如此处理:

    这样,只在起始位置加上一个单位,那么如果要输出的是第五个气球,除了第三个以外都是零,那么就是1了,需要注意的是,每次染色都是在一个范围 内的,为了避免之后的气球在累加的时候也会数目增多,如图,假设染色范围是(3,6),那么,只需要在6+1个气球处减1即可:


    不妨多举几个例子验证一下,把前n项求和,得到的便是第n个气球的染色次数。

    #include<iostream>
    #include<cstdio>
    #include<vector>
    #include<string>
    #include<cstring>
    #include<algorithm>
    using namespace std;
    
    int c[100010];
    int n;
    int lowbit(int x){
        return x&-x;
    }
    
    void modify(int pos,int val){
        while(pos<=n){//n-->b;
            c[pos]+=val;
            pos+=lowbit(pos);
        }
    }
    
    int getr(int pos){
        int sum=0;
        while(pos>0){
            sum+=c[pos];
            pos-=lowbit(pos);
        }
        return sum;
    }
    int main(){
        int a,b,i;
        while(cin>>n,n){
            memset(c,0, sizeof(c));
            for(i=0;i<n;i++){
                scanf("%d%d",&a,&b);
                modify(a,1);
                modify(b+1, -1);
            }
            for( i=1;i<=n;i++){
                printf("%d%c",getr(i)," \n"[i==n]);
            }
        }
        return 0;
    }
    

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