线段树模板-单点增减 区间求和模板

本文介绍了一种使用段式树状数组实现的数据结构,该结构支持快速查询区间和及更新单个元素值的操作。文章详细展示了如何通过递归方式构建、更新数据以及查询指定区间的元素总和,并提供了一个完整的C语言程序示例。
#include <cstdio>

#define lson l , m , rt << 1
#define rson m + 1 , r , rt << 1 | 1
const int maxn = 55555;
int sum[maxn<<2];
void PushUP(int rt) {
	sum[rt] = sum[rt<<1] + sum[rt<<1|1];
}
void build(int l,int r,int rt) {
	if (l == r) {
		scanf("%d",&sum[rt]);
		return ;
	}
	int m = (l + r) >> 1;
	build(lson);
	build(rson);
	PushUP(rt);
}
void update(int p,int add,int l,int r,int rt) {  //  第 p项 加 add   
	if (l == r) {
		sum[rt] += add;
		return ;
	}
	int m = (l + r) >> 1;
	if (p <= m) update(p , add , lson);
	else update(p , add , rson);
	PushUP(rt);
}
int query(int L,int R,int l,int r,int rt) {   //  求区间 L 到 R的和
	if (L <= l && r <= R) {
		return sum[rt];
	}
	int m = (l + r) >> 1;
	int ret = 0;
	if (L <= m) ret += query(L , R , lson);
	if (R > m) ret += query(L , R , rson);
	return ret;
}
int main() {
	int T , n;
	scanf("%d",&T);
	for (int cas = 1 ; cas <= T ; cas ++) {
		printf("Case %d:\n",cas);
		scanf("%d",&n);
		build(1 , n , 1);  // 建树 1 - n
		char op[10];
		while (scanf("%s",op)) {
			if (op[0] == 'E') break;
			int a , b;
			scanf("%d%d",&a,&b);
			if (op[0] == 'Q') printf("%d\n",query(a , b , 1 , n , 1));  // a到 b的 和
			else if (op[0] == 'S') update(a , -b , 1 , n , 1);          // 第 a项 减 b
			else update(a , b , 1 , n , 1);                             // 第 a项 加 b
		}
	}
	return 0;
}

【从高压输电线的架空地线中汲取电能】一个25千瓦受控电源从735千伏线路的架空地线中汲取电能的SimPowerSystems模型(Simulink仿真实现)内容概要:本文介绍了一个基于SimPowerSystems的Simulink仿真模型,用于模拟从735千伏高压输电线的架空地线中汲取25千瓦电能的受控电源系统。该模型聚焦于高压输电线路中架空地线的能量回收技术,通过仿真手段实现对电能采集过程的建模与控制策略验证,体现了电力系统中新型能源获取方式的技术可行性与工程应用潜力。文中还提及该资源属于一系列电力系统仿真研究的一部分,涵盖微电网、储能优化、碳流追踪、鲁棒调度等多个前沿方向,配套提供Matlab/Simulink代码及网盘资料链接,便于科研人员复现与拓展研究。; 适合人群:具备电力系统基础知识、熟悉Matlab/Simulink仿真环境,从事电力工程、能源回收或智能电网相关研究的科研人员及研究生;有一定编程与建模仿真经验的高年级本科生或工程技术人员。; 使用场景及目标:①研究高压输电线路中架空地线的能量回收机制与建模方法;②掌握基于Simulink的电力系统仿真技术,特别是受控电源与电网交互的动态特性分析;③为开展能源 harvesting、分布式供能、电力电子变换器控制等相关课题提供参考模型与技术支撑; 阅读建议:建议结合提供的仿真模型文件进行实操演练,重点理解系统结构设计、参数设置与控制逻辑实现;同时可延伸学习文档中提到的其他电力系统优化与仿真案例,以拓宽研究视野和技术积累。
### 线段树算法实现 线段树是一种高效的数据结构,能够快速处理数组上的单点修改和区间查询操作。以下是基于 Python 的线段树模板代码,支持单点更新和区间查询功能。 #### 1. 初始化线段树 构建线段树时,通常会采用递归的方式初始化节点范围及其对应的值。 ```python class SegmentTree: def __init__(self, data): self.n = len(data) self.tree = [0] * (4 * self.n) # 创建大小为4n的数组存储线段树 self.build(0, 0, self.n - 1, data) def build(self, node, start, end, data): if start == end: # 叶子节点 self.tree[node] = data[start] else: mid = (start + end) // 2 left_child = 2 * node + 1 right_child = 2 * node + 2 self.build(left_child, start, mid, data) # 构建左子树 self.build(right_child, mid + 1, end, data) # 构建右子树 self.tree[node] = self.tree[left_child] + self.tree[right_child] # 合并左右子树的结果 ``` #### 2. 单点更新 当某个位置的值发生变化时,可以通过递归找到对应叶子节点并更新其父节点的值。 ```python def update_point(self, idx, value): self.update_node(0, 0, self.n - 1, idx, value) def update_node(self, node, start, end, idx, value): if start == end: # 找到目标叶子节点 self.tree[node] = value else: mid = (start + end) // 2 left_child = 2 * node + 1 right_child = 2 * node + 2 if start <= idx <= mid: # 更新左侧子树 self.update_node(left_child, start, mid, idx, value) else: # 更新右侧子树 self.update_node(right_child, mid + 1, end, idx, value) self.tree[node] = self.tree[left_child] + self.tree[right_child] # 维护当前节点的值 ``` #### 3. 区间查询 通过递归方式查找指定区间的总和或其他聚合函数结果。 ```python def query_range(self, l, r): return self.query_node(0, 0, self.n - 1, l, r) def query_node(self, node, start, end, l, r): if r < start or end < l: # 当前区间完全不重叠 return 0 if l <= start and end <= r: # 完全覆盖 return self.tree[node] mid = (start + end) // 2 left_child = 2 * node + 1 right_child = 2 * node + 2 p1 = self.query_node(left_child, start, mid, l, r) # 查询左子树 p2 = self.query_node(right_child, mid + 1, end, l, r) # 查询右子树 return p1 + p2 ``` 以上实现了线段树的核心功能——单点更新和区间查询[^1]。 --- ### 使用示例 以下是一个简单的例子展示如何使用上述线段树类来完成单点更新和区间查询的操作: ```python data = [1, 3, 5, 7, 9, 11] st = SegmentTree(data) print(st.query_range(1, 3)) # 输出:15 (3+5+7) st.update_point(2, 6) # 将索引2处的值从5改为6 print(st.query_range(1, 3)) # 输出:16 (3+6+7) ``` ---
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