AcWing.245. 你能回答这些问题吗

AcWing.245. 你能回答这些问题吗

题目:

给定长度为N的数列A,以及M条指令,每条指令可能是以下两种之一:

1、“1 x y”,查询区间 [x,y] 中的最大连续子段和,即 maxx≤l≤r≤y{∑ri=l A[i]}。

2、“2 x y”,把 A[x] 改成 y。

对于每个查询指令,输出一个整数表示答案。

输入格式

第一行两个整数N,M。

第二行N个整数A[i]。

接下来M行每行3个整数k,x,y,k=1表示查询(此时如果x>y,请交换x,y),k=2表示修改。

输出格式

对于每个查询指令输出一个整数表示答案。

每个答案占一行。

数据范围

N≤500000,M≤100000


思路:线段树
节点信息:

l,r,区间和sum,区间最大连续子段和ans,包括左端点的最大连续子段和lx,包括右端点的最大连续子段和rx

用子节点更新父节点:
t[p].sum = t[p*2].sum + t[p*2+1].sum;
t[p].lx = max(t[p*2].lx, t[p*2].sum + t[p*2+1].lx);
t[p].rx = max(t[p*2+1].rx, t[p*2+1].sum + t[p*2].rx);
t[p].ans = max(max(t[p*2].ans, t[p*2+1].ans), t[p*2].rx + t[p*2+1].lx);

中文翻译:

sum:略
lx:
Alt
rx:同上

sum:
1.左子树的最大连续子段和 或 右子树的最大连续子段和
2.Alt

求解

给定一段区间[l, r],需要化为两个区间的和
由sum的求解过程可知,我们需要这两个区间的sum和lx,rx
但这两个区间不一定为某个节点,因此我们需要建立新的节点,节点信息由以上过程递归求出

假如现要求节点q,范围[l, r],现在来到树上节点p
设节点l为p的左子树上属于[l, r]的部分,节点r为p的右子树上属于[l, r]的部分
那么q的信息如上求

要注意的是,如果p的左子树与[l, r]无交集,即l为空,直接将r赋给q
r为空同理


代码
#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;

#define N 500001 
#define INF 1<<30
int n, m;
int a[N];
struct tree
{
	int l, r;
	int sum, lx, rx, ans;
	#define l(x) x.l
	#define r(x) x.r
	#define sum(x) x.sum
	#define lx(x) x.lx
	#define rx(x) x.rx
	#define ans(x) x.ans
}t[4*N];

inline void build(int p, int l, int r)
{
	l(t[p]) = l, r(t[p]) = r;
	if(l == r)
	{
		sum(t[p]) = lx(t[p]) = rx(t[p]) = ans(t[p]) = a[l];
		return ;
	}
	int mid = (l+r) / 2;
	build(2*p, l, mid);
	build(2*p+1, mid+1, r);
	sum(t[p]) = sum(t[2*p]) + sum(t[2*p+1]);
	lx(t[p]) = max(lx(t[2*p]), sum(t[2*p]) + lx(t[2*p+1]));
	rx(t[p]) = max(rx(t[2*p+1]), sum(t[2*p+1]) + rx(t[2*p]));
	ans(t[p]) = max( max( ans(t[2*p]), ans(t[2*p+1]) ), rx(t[2*p]) + lx(t[2*p+1]) );
}
inline void change(int p, int x, int v)
{
	int l = l(t[p]), r = r(t[p]);
	if(l == r)
	{
		sum(t[p]) = lx(t[p]) = rx(t[p]) = ans(t[p]) = v;
		return ;
	}
	int mid = (l+r) / 2;
	if(x <= mid)
		change(2*p, x, v);
	if(x > mid)
		change(2*p+1, x, v);
	sum(t[p]) = sum(t[2*p]) + sum(t[2*p+1]);
	lx(t[p]) = max(lx(t[2*p]), sum(t[2*p]) + lx(t[2*p+1]));
	rx(t[p]) = max(rx(t[2*p+1]), sum(t[2*p+1]) + rx(t[2*p]));
	ans(t[p]) = max( max( ans(t[2*p]), ans(t[2*p+1]) ), rx(t[2*p]) + lx(t[2*p+1]) );
}
tree ask(int p, int ll, int rr)
{
	if(ll <= l(t[p]) && rr >= r(t[p]))
		return t[p];
	int mid = (l(t[p]) + r(t[p])) / 2;
	tree l, r, q;
	sum(l) = lx(l) = rx(l) = ans(l) = sum(r) = lx(r) = rx(r) = ans(r) = -INF;
	sum(q) = 0;//q的值不能乱赋啊 QAQ 
	if(ll <= mid )
	{
		l = ask(2*p, ll, rr);
		sum(q) += sum(l);
	}
	if(rr > mid)
	{
		r = ask(2*p+1, ll, rr);
		sum(q) += sum(r);
	}
	ans(q) = max( max(ans(l), ans(r)), rx(l) + lx(r));//ans(p)没赋初值 不能乱用 
	lx(q) = max(lx(l), sum(l) + lx(r));
	rx(q) = max(rx(r), sum(r) + rx(l));
	if(ll > mid)
		lx(q) = max(lx(q), lx(r));
	//如果[ll, rr]与左子树无交集 那么q就在p的右子树中 即c=r 
	//ans, sum, rx 都已经赋过r的值(此时l的所有值都负无穷) 
	if(rr <= mid)
		rx(q) = max(rx(q), rx(l));
	return q; 
}

int main(){
	scanf("%d %d", &n, &m);
	for(int i = 1; i <= n; ++i)
	{
		scanf("%d", &a[i]);
	}
	build(1, 1, n);
	int k, x, y;
	while(m--)
	{
		scanf("%d %d %d", &k, &x, &y);
		if(k == 1)
		{
			if(x > y)
				swap(x, y);
			printf("%d\n", ans(ask(1, x, y)));
		}
		else
		{
			change(1, x, y);
			/*for(int i = 1; i <= n; ++i)
			{
				printf("%d %d %d %d %d\n", i, l(t[i]), r(t[i]), ans(t[i]), sum(t[i]));
			}	
			printf("\n");*/
		}
	}
	return 0;
}
AcWing 10题有依赖的背包问题具有一定特点,有 `N` 个物品和容量为 `V` 的背包,物品间存在依赖关系且构成树状,选择一个物品时必须选择其父节点,需找出使物品总体积不超背包容量且总价值最大的方案并输出最大价值 [^4]。 ### 思路 在树形背包问题里,可将动态规划的状态定义为当前节点以及是否选择了当前节点的物品,状态转移需考虑从当前节点的父节点和子节点转移过来的情况,还有当前节点是否选择物品 [^2]。 ### 代码实现 ```cpp #include<iostream> #include<vector> using namespace std; int f[110][110];//f[x][v]表达选择以x为子树的物品,在容量不超过v时所获得的最大价值 vector<int> g[110]; int v[110],w[110]; int n,m,root; int dfs(int x) { for(int i=v[x];i<=m;i++) f[x][i]=w[x];//点x必须选,所以初始化f[x][v[x] ~ m]= w[x] for(int i=0;i<g[x].size();i++) { int y=g[x][i]; dfs(y); for(int j=m;j>=v[x];j--)//j的范围为v[x]~m, 小于v[x]无法选择以x为子树的物品 { for(int k=0;k<=j-v[x];k++)//分给子树y的空间不能大于j-v[x],不然都无法选根物品x { f[x][j]=max(f[x][j],f[x][j-k]+f[y][k]); } } } } int main() { cin>>n>>m; for(int i=1;i<=n;i++) { int fa; cin>>v[i]>>w[i]>>fa; if(fa==-1) root=i; else g[fa].push_back(i); } dfs(root); cout<<f[root][m]; return 0; } ``` ### 代码解释 - `f[x][v]` 表示选择以 `x` 为子树的物品,在容量不超过 `v` 时所获得的最大价值。 - 初始化 `f[x][i]`(`i` 从 `v[x]` 到 `m`)为 `w[x]`,因为点 `x` 必须选。 - 递归遍历 `x` 的子节点 `y`,在更新 `f[x][j]` 时,需保证 `j` 从 `v[x]` 到 `m`,且分给子树 `y` 的空间 `k` 不大于 `j - v[x]`,以确保能选根物品 `x`。 ### 复杂度分析 - 时间复杂度:由于要遍历每个节点及其子节点,并且在每个节点处进行容量的枚举,时间复杂度为 $O(N * V^2)$,其中 `N` 是物品数量,`V` 是背包容量。 - 空间复杂度:主要用于存储动态规划数组和树的邻接表,空间复杂度为 $O(N * V)$。
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