树套树

最新推荐文章于 2021-07-28 23:29:37 发布

MachoMan_1069

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文章标签：数据结构与算法

原文链接：http://www.cnblogs.com/Vscoder/p/10639100.html

版权

前言：

什么，你说线段树码量大？那来写平衡树吧~~~

什么，你又说平衡树码量大？那来写树套树吧~~~

如果你想，可以将以前学过的数据结构自由组合一下

不过经常会用到的只有两种——线段树套平衡树和树状数组套主席树

正文：

线段树套平衡树

假设你对平衡树的各种操作已经很熟练了（你为什么那么熟练~~~）

那么如果要你写一种数据结构支持查询区间排名，区间前驱，区间后继等

你会怎么办那

提到区间操作，很容易就会想到线段树

所以我们可以线段树套平衡树啊（当然也可以线段树套线段树）

没错，就是这么简单（真香~~~）

不过我写了好久，可能是因为它码量小吧

无奈被某谷数据卡常（题目来自洛谷P3380）

只好吸口氧才过了~~~

这里我套的是 $fhq\ treap$ ，模板在这里

#include<cstdio>
#include<algorithm>

const int maxn=55555;
#define inf (0x7fffffff)

int get_rand()
{
    static int seed=19260817;
    return seed=(((seed^142857)+200303)*2019)%0x3f3f3f3f;
}

struct node
{
    int son[2];
    int w,key,size;
    node(){}
    node(int w):w(w)
    {
        size=1;
        key=get_rand();
        son[0]=0,son[1]=0;
    }
};

int tree_cnt;
node tree[maxn*4*18];

class fhq_treap
{

    private:

        int root;
        
        int newnode(int w)
        {
            tree[++tree_cnt]=node(w);
            return tree_cnt;
        }
        
        void update(int now)
        {
            tree[now].size=tree[tree[now].son[0]].size+tree[tree[now].son[1]].size+1;
        }

        void split(int now,int num,int &x,int &y)
        {
            if(!now)
            {
                x=0,y=0;
                return;
            }
            if(tree[now].w<=num)
            {
                x=now;
                split(tree[now].son[1],num,tree[now].son[1],y);
            }
            else
            {
                y=now;
                split(tree[now].son[0],num,x,tree[now].son[0]);
            }
            update(now);
        }

        int merge(int x,int y)
        {
            if(!x||!y) return x+y;
            if(tree[x].key<tree[y].key)
            {
                tree[x].son[1]=merge(tree[x].son[1],y);
                update(x);
                return x;
            }
            else
            {
                tree[y].son[0]=merge(x,tree[y].son[0]);
                update(y);
                return y;
            }
        }

   public:

        fhq_treap():root(0){}

        void insert(int num)
        {
            int x,y;
            split(root,num,x,y);
            root=merge(merge(x,newnode(num)),y);
        }

        void remove(int num)
        {
            int x,y,z;
            split(root,num,x,z);
            split(x,num-1,x,y);
            y=merge(tree[y].son[0],tree[y].son[1]);
            root=merge(merge(x,y),z);
        }

        int get_rank(int num)
        {
            int x,y;
            split(root,num-1,x,y);
            int rank=tree[x].size+1;
            root=merge(x,y);
            return rank;
        }

        int get_kth(int k)
        {
            int now=root,flag=0;
            while(now)
            {
                int left_size=tree[tree[now].son[0]].size;
                if(k<=left_size) now=tree[now].son[0],flag=0;
                else if(k>left_size+1) k-=left_size+1,now=tree[now].son[1],flag=1;
                else return tree[now].w;
            }
            return flag?inf:-inf;
        }

        int get_pre(int num)
        {
            int rank=get_rank(num);
            return get_kth(rank-1);
        }

        int get_suf(int num)
        {
            int rank=get_rank(num+1);
            return get_kth(rank);
        }

}treap[maxn<<2];

int n,m;
int data[maxn];

#define left(x) (x<<1)
#define right(x) (x<<1|1)

void build(int k,int l,int r)
{
    for(int i=l;i<=r;i++)
        treap[k].insert(data[i]);
    if(l==r) return;
    int mid=(l+r)>>1;
    build(left(k),l,mid);
    build(right(k),mid+1,r);
}

void update(int k,int l,int r,int pos,int num)
{
    treap[k].remove(data[pos]);
    treap[k].insert(num);
    if(l==r) return;
    int mid=(l+r)>>1;
    if(pos<=mid) update(left(k),l,mid,pos,num);
    else update(right(k),mid+1,r,pos,num);
}

int get_rank(int k,int l,int r,int x,int y,int num)
{
    if(l>y||r<x) return 0;
    if(l>=x&&r<=y) return treap[k].get_rank(num)-1;
    int mid=(l+r)>>1;
    return get_rank(left(k),l,mid,x,y,num)+get_rank(right(k),mid+1,r,x,y,num);
}

int get_kth(int x,int y,int k)
{
    int l=0,r=inf,ans=-1;
    while(l<=r)
    {
        int mid=(l+r)>>1;
        if(get_rank(1,1,n,x,y,mid)+1<=k) ans=mid,l=mid+1;
        else r=mid-1;
    }
    return ans;
}

int get_pre(int k,int l,int r,int x,int y,int num)
{
    if(l>y||r<x) return -inf;
    if(l>=x&&r<=y) return treap[k].get_pre(num);
    int mid=(l+r)>>1;
    return std::max(get_pre(left(k),l,mid,x,y,num),get_pre(right(k),mid+1,r,x,y,num));
}

int get_suf(int k,int l,int r,int x,int y,int num)
{
    if(l>y||r<x) return inf;
    if(l>=x&&r<=y) return treap[k].get_suf(num);
    int mid=(l+r)>>1;
    return std::min(get_suf(left(k),l,mid,x,y,num),get_suf(right(k),mid+1,r,x,y,num));
}

int main()
{
    scanf("%d%d",&n,&m);
    for(int i=1;i<=n;i++)
        scanf("%d",&data[i]);
    build(1,1,n);
    for(int i=1,opt;i<=m;i++)
    {
        scanf("%d",&opt);
        if(opt==1)
        {
            int x,y,num;
            scanf("%d%d%d",&x,&y,&num);
            printf("%d\n",get_rank(1,1,n,x,y,num)+1);
        }
        if(opt==2)
        {
            int x,y,k;
            scanf("%d%d%d",&x,&y,&k);
            printf("%d\n",get_kth(x,y,k));
        }
        if(opt==3)
        {
            int pos,num;
            scanf("%d%d",&pos,&num);
            update(1,1,n,pos,num);
            data[pos]=num;
        }
        if(opt==4)
        {
            int x,y,num;
            scanf("%d%d%d",&x,&y,&num);
            printf("%d\n",get_pre(1,1,n,x,y,num));
        }
        if(opt==5)
        {
            int x,y,num;
            scanf("%d%d%d",&x,&y,&num);
            printf("%d\n",get_suf(1,1,n,x,y,num));
        }
    }
    return 0;
}