标记永久化

1.概述
在可持久化线段树中,我们常常要使用区间修改操作。这时候,如果再用下传标记再向上更新的方式来实现就会变得十分麻烦。

那么,有没有一种实现线段树区间修改的方式可以不用下传标记或向上更新呢?有,那就是标记永久化。
2.原理
标记永久化的原理简单来说就是修改时一路更改被影响到的点,询问时则一路累加路上的标记,从而省去下传标记的操作。
3.代码实现
3.0 说明
这里以区间修改区间求和的线段树为例。
线段树中编号为p的结点的值和标记分别为val[p]和mark[p]。
3.1 建树
标记永久化线段树的建树和标记不永久化线段树的建树没有什么区别,这里就不在赘述,直接上代码吧。

procedure build(p,l,r:longint);
var
        mid:longint;
begin
        if (l=r) then
        begin
                read(val[p]);
                exit;
        end;
        mid:=(l+r)>>1;
        build(p<<1,l,mid);
        build(p<<1+1,mid+1,r);
        val[p]:=val[p<<1]+val[p<<1+1];
end;

3.2 区间修改
0.设要将区间[x,y]中的数都加上v。
1.一路走下去同时更新路上受此次修改影响的节点的值,即inc(val[p],(y-x+1)*v)。
2.当目前结点所代表的区间与待修改区间完全重合时,更新标记&#x

### 线段树标记永久化在单点查询中的实现方法 线段树的标记永久化是一种优化技术,它通过共用节点的方式避免了传统线段树中频繁的标记下传操作。这种方法在线段树的每次更新和查询时直接将标记信息保存下来,无需每次都进行下推操作[^2]。 对于单点查询而言,标记永久化的实现逻辑与区间查询类似,但更简单。以下是具体的实现方法: 1. **数据结构设计**: 需要维护两个数组: - `sum[]`:记录每个区间的值(例如区间和)。 - `add[]`:记录每个区间的懒惰标记(即需要增加的值)。 在单点查询中,`add[]`主要用于记录区间修改的影响。 2. **更新操作**: 当对某个区间进行修改时,如果当前区间完全包含修改区间,则仅更新该区间的`add[]`值;否则,递归更新子区间,并根据重叠部分调整`sum[]`值[^3]。 3. **查询操作**: 单点查询时,从根节点开始向下遍历,直到找到目标叶子节点。在遍历过程中,累加经过的所有节点的`add[]`值,最终结果为叶子节点的`sum[]`值加上所有经过路径上的`add[]`值之和。 以下是基于标记永久化的单点查询实现代码示例: ```python class SegmentTree: def __init__(self, n): self.n = n self.sum = [0] * (4 * n) # 存储区间和 self.add = [0] * (4 * n) # 存储懒惰标记 def pushup(self, rt): self.sum[rt] = self.sum[rt << 1] + self.sum[rt << 1 | 1] def update(self, L, R, C, l, r, rt): if L <= l and r <= R: # 完全包含 self.add[rt] += C self.sum[rt] += C * (r - l + 1) return mid = (l + r) // 2 if L <= mid: self.update(L, R, C, l, mid, rt << 1) if R > mid: self.update(L, R, C, mid + 1, r, rt << 1 | 1) self.pushup(rt) def query(self, idx, l, r, rt): if l == r: # 到达叶子节点 return self.sum[rt] mid = (l + r) // 2 res = self.add[rt] # 累加当前节点的懒惰标记 if idx <= mid: return res + self.query(idx, l, mid, rt << 1) else: return res + self.query(idx, mid + 1, r, rt << 1 | 1) # 示例使用 n = 10 st = SegmentTree(n) st.update(1, 5, 3, 1, n, 1) # 区间 [1, 5] 每个位置加 3 print(st.query(3, 1, n, 1)) # 查询位置 3 的值 ``` ### 实现细节说明 - **更新函数**:当修改区间完全包含当前区间时,直接更新`add[]`和`sum[]`;否则递归更新子区间。 - **查询函数**:从根节点开始向下遍历,直到找到目标叶子节点。在遍历过程中,累加经过的所有节点的`add[]`值。 - **时间复杂度**:单点查询的时间复杂度为 \(O(\log N)\),其中 \(N\) 是线段树的大小。 --- ###
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