主席树模板整理

这篇博客探讨了如何使用线段树和离散化来解决区间查询和修改的问题。文章通过三个不同的实现展示了线段树在处理动态维护区间第k小元素、区间元素和以及区间第k大元素及其和等问题的高效性。每个实现都详细解释了代码逻辑,并提供了实例输入和输出。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

#include<bits/stdc++.h>
#define MAXN 200100
using namespace std;

int n,m,size_disc;					 	
int n_init[MAXN],n_disc[MAXN];		 	//n_init:原始数组;	n_disc:离散化数组
int rt[MAXN],lc[MAXN<<5],rc[MAXN<<5],sum[MAXN<<5];	//rt:不同版本的根节点; lc/rc:左儿子右儿子(公用);	sum:和(公用)
int node_cnt,pnt_disc;				 	//node总计数;	pnt_disc: A中数字对应在B中的值

void build(int &last_node, int l, int r){
	last_node = ++node_cnt;
	sum[last_node]=0;
	if(l == r) return;
	int mid = (l + r) >> 1;
	build(lc[last_node],l,mid);
	build(rc[last_node],mid+1,r);
}

int modify(int pre_rt, int l, int r){
	int new_rt= ++node_cnt;

	lc[new_rt]=lc[pre_rt];
	rc[new_rt]=rc[pre_rt];
	sum[new_rt]=sum[pre_rt]+1;			//修改了这个节点,这个节点个数肯定+1

	int mid = (l+r)/2;
	if(l==r) return new_rt;
	if(mid>=pnt_disc) lc[new_rt]=modify(lc[new_rt],l,mid);		//现在的new lc/rc 与 pre lc/rc 完全等价
				else  rc[new_rt]=modify(rc[new_rt],mid+1,r);
	return new_rt;
}

int query(int rt1,int rt2,int k,int l,int r){				//rt1 rt2是旧版本与新版本两个规模完全相同的线段树;	k是期望达到值; l/r是在两颗树上完全同步的查询区间

	if(l==r){
		return l;			//返回当前所在的修改后的数组的为止
	}
	int mid=(l+r) >> 1;
	int temp=sum[lc[rt2]]-sum[lc[rt1]];
	int ans;
	if(temp>=k) ans=query(lc[rt1],lc[rt2],k,l,mid);		//由于是权值线段树记录的是点的个数	
	else ans=query(rc[rt1],rc[rt2],k-temp,mid+1,r);	//这里要减去前面(区间内)所有的数的个数,剩下的是在rc中要查询的个数nihao
	return ans;
}

int main(){
	scanf("%d%d",&n,&m);
	for(int i=1; i<=n; i++){
		scanf("%d",&n_init[i]);
		n_disc[i]=n_init[i];
	}
	sort(n_disc+1,n_disc+n+1);				//先排序再进行离散化
	size_disc=unique(n_disc+1,n_disc+n+1)-n_disc-1;//由于从1开始的数组故都要+(-)1;	unique为离散化函数
	//for(int i=1; i<=size_disc; i++) cout<<n_disc[i]<<" ";
	//1 1 3 3 5 5 5 8 10 10 离散化后是 1 3 5 8 10
	node_cnt=0;
	build(rt[0] , 1 , size_disc);
	for(register int i=1; i<=n; i++){
		pnt_disc = lower_bound(n_disc+1, n_disc+size_disc+1, n_init[i]) - n_disc;		//这个回合要modify的值,回合内不变
		//以上序列对应值: 1 1 2 2 3 3 3 4 5 5 
		rt[i]=modify(rt[i-1],1,size_disc);		//在上一个版本的基础上修改
	}

	for(int i=0; i<m; i++){
		int l,r,k;
		scanf("%d%d%d",&l,&r,&k);
		l--;
		int ans=query(rt[l],rt[r],k,1,size_disc);//查询l到r中第k小的数 
		printf("%d\n",n_disc[ans]);
	}

}
#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstring>
#include<cmath>
#include<queue>
#include<map>
#include<stack>
#include<set>
#include<ctime>
#define iss ios::sync_with_stdio(false)
using namespace std;
typedef unsigned long long ull;
typedef long long ll;
const int mod=1e9+7;
const int MAXN=1e6+5;
const int inf=0x3f3f3f3f;
int a[MAXN];
int tree[MAXN];
int cnt=0;
std::vector<int> v;
int len;
struct Node
{
    int l,r;
    ll sum;
}node[MAXN*40];
int cal(int x)
{
    return lower_bound(v.begin(),v.end(),x)-v.begin()+1;
}
int cal_rk(ll x)
{
    if(v[len-1]<=x) return len;
    int pos=upper_bound(v.begin(),v.end(),x)-v.begin()+1;
    pos--;
    return pos;
}
void insert(int l,int r,int pre,int &now,int x,int val)
{
    node[++cnt]=node[pre];
    now=cnt;
    node[now].sum+=val;
    if(l==r) return;
    int mid=(l+r)>>1;
    if(x<=mid) insert(l,mid,node[pre].l,node[now].l,x,val);
    else insert(mid+1,r,node[pre].r,node[now].r,x,val);
}
ll query(int l,int r,int pre,int now,int find_right)
{
    if(r<=find_right) return node[now].sum-node[pre].sum;
    ll ans=0;
    int mid=(l+r)>>1;
    if(l<=find_right) ans+=query(l,mid,node[pre].l,node[now].l,find_right);
    if(mid+1<=find_right) ans+=query(mid+1,r,node[pre].r,node[now].r,find_right);
    return ans;   
}
int main()
{
    int n,m;
    scanf("%d%d",&n,&m);
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        scanf("%d",&a[i]);
        v.push_back(a[i]);
    }
    sort(v.begin(),v.end());
    v.erase(unique(v.begin(),v.end()),v.end());
    len=v.size();
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        insert(1,n,tree[i-1],tree[i],cal(a[i]),a[i]);
    }
    ll last=0;
    while(m--)
    {
        int l,r;
        scanf("%d%d",&l,&r);
        l=(l+last)%n+1;
        r=(r+last)%n+1;
        if(l>r) swap(l,r);
        ll x=0;
        while(1)
        {
            int p=cal_rk(x+1);
            if(p==0) break;
            ll sum=query(1,n,tree[l-1],tree[r],p);//原数组中第p小的以及第比其小的数的和 
            if(sum==x) break;
            else x=sum;
        }
        printf("%lld\n",x+1);
        last=x+1;
    }

}

求区间第k大以及大于等于他的和

#include <bits/stdc++.h>
#define int long long
#define mid (left+right)/2
 
using namespace std;
 
const int maxn=1e5+10;
int n,m,q,tot=0;
int a[maxn],b[maxn],sum[maxn];
int T[maxn],tree[maxn*20],L[maxn*20],R[maxn*20];
int sumt[maxn*20];
// T[i]存的是第i棵树的root, tree[i]存的是正常线段树的值, l[i]存的是i号节点的左儿子
 
int built_tree( int left, int right )
{
    int node = tot++;
    if ( left<right ) {
        L[node] = built_tree(left,mid);
        R[node] = built_tree(mid+1,right);
    }
    return node;
}
 
int update( int pre, int left, int right, int x )
{
    int node = tot++;
    L[node] = L[pre];  // 必须要加
    R[node] = R[pre];
    tree[node] = tree[pre] + 1;
    sumt[node] = sumt[pre] + b[x];
    if ( left<right ) {
        if ( x<=mid ) L[node] = update(L[pre],left,mid,x);
        else R[node] = update(R[pre],mid+1,right,x);
    }
    return node;
}
 
// 求l~r,第1大,2大,3大...k大的和
int query( int node1, int node2, int left, int right, int k )
{
    if ( left==right ) return b[left]*k;
    int rsum = tree[ R[node2] ] - tree[ R[node1] ];
    // 找第k大及其更大的和
    if ( rsum>=k ) {
        return query( R[node1], R[node2], mid+1, right, k );
    }
    else {
        int sumr = sumt[ R[node2] ] - sumt[ R[node1] ];
        return sumr+query( L[node1],L[node2],left,mid,k-rsum );
    }
}
 
signed main()
{
    sum[0] = 0;
    for ( int i=1; i<=100000; i++ ) sum[i]=i*i+sum[i-1];
    int listt;
    cin >> listt;
    while ( listt-- ) {
        tot = 0; // 主席树动态开点,从0开始
        memset(T,0,sizeof(T));memset(tree,0,sizeof(tree));
        memset(L,0,sizeof(L));memset(R,0,sizeof(R));
        cin >> n ;
        for ( int i=1; i<=n; i++ ) {
            scanf("%lld",&a[i]); b[i]=a[i];
        }
        sort(b+1,b+1+n);
        m = unique(b+1,b+1+n) - b - 1; // 离散化
        T[0] = built_tree(1,m);
        for ( int i=1; i<=n; i++ ) {
            a[i] = lower_bound(b+1,b+1+m,a[i]) - b;
            T[i] = update(T[i-1],1,m,a[i]);
        }
        cin>>q;
        while ( q-- ) {
            int l,r,k;
            scanf("%lld %lld %lld",&l,&r,&k);
            printf("%lld\n",query(T[l-1],T[r],1,m,k)+sum[r-l+1]);
        }
    }
 
    return 0;
}
/*
1
5
1 2 3 4 5
3
1 5 5
1 3 2
3 3 1
l r k 求l~r,第1大,2大,3大...k大的和
*/
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