华为OD机试 - 树状结构查询（Java & Python& JS & C++ & C ）

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分类专栏： 最新华为OD机试真题 (Java/JS/Py/C++/C) 华为OD机试真题 (Java/JS/Py/C) 文章标签： 华为od c++ java javascript 华为od机试 华为OD机试E卷 python
于 2023-06-29 22:55:08 首次发布
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/banxia_frontend/article/details/131466063
本文介绍了2023年华为OD统一考试B卷的树状结构查询问题，包括题目描述、输入输出模式、解题思路及各编程语言实现。考生需了解ACM输入输出模式，并在考试后注意代码查重，避免原题代码雷同。

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题目描述

通常使用多行的节点、父节点表示一棵树，比如

西安 陕西
陕西 中国
江西 中国
中国 亚洲
泰国 亚洲

输入一个节点之后，请打印出来树中他的所有下层节点

输入描述

第一行输入行数，下面是多行数据，每行以空格区分节点和父节点

接着是查询节点

输出描述

输出查询节点的所有下层节点。以字典序排序

示例1

输入

5
b a
c a
d c
e c
f d
c

输出

d
e
f

说明

解题思路

这个题目描述了一棵树的结构，并要求我

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### 数字涂色问题概述 数字涂色问题是华为OD机试中的一类经典算法题目，主要考察考生的编程能力和对复杂问题的解决能力。该问题不仅涉及基本的数据结构和算法应用，还需要考虑时间效率以及空间优化等问题[^1]。 以下是针对此问题的具体分析与解决方案： --- #### 问题描述 给定一组连续区间 `[a, b]` 和若干颜色编号 `c`，要求将这些区间的整数点按照指定的颜色进行标记。最终统计每种颜色覆盖了多少个不同的整数点，并返回结果列表。需要注意的是，某些区域可能会被多次重复涂色，因此需要去重计算每个颜色的实际覆盖范围[^3]。 --- #### 解决方案 为了高效完成这一任务，可以采用如下方法： 1. **离散化处理**：通过记录所有可能的关键点来减少不必要的遍历操作； 2. **差分数组技术**：利用差分数组快速求解区间叠加效果； 3. **哈希表辅助计数**：借助集合或者映射存储已访问过的节点及其对应属性。 下面分别给出 C++、Java、JavaScript 及 Python 的具体实现版本并附带相应解释说明。 --- ##### 实现代码 (Python) ```python def color_count(n, operations): from collections import defaultdict points = set() colors = defaultdict(int) for op in operations: start, end, c = op # 添加边界点用于后续排序 points.update(range(start, end + 1)) sorted_points = sorted(points) point_map = {v: i for i, v in enumerate(sorted_points)} diff_array = [0] * len(point_map) for s, e, col in operations: if s in point_map and e in point_map: diff_array[point_map[s]] += 1 if e + 1 < len(sorted_points): diff_array[point_map[e]+1] -= 1 current_color = 0 prev_index = None active_colors = set() result = {} for idx, val in enumerate(diff_array): current_color += val if current_color > 0: active_colors.add(col) # 假设col为当前活跃颜色 if prev_index is not None: length = sorted_points[idx]-sorted_points[prev_index] for ac in list(active_colors): if ac != 0: result[ac] = result.get(ac, 0)+length prev_index = idx res_list = [] for k in range(1,n+1): res_list.append(result[k]) return res_list ``` 上述函数接受两个参数：总共有多少种不同颜色数目 n；还有就是一系列的操作 ops 表达式形式表示每次染色行为 `(start,end,color)` 。最后它会输出一个长度等于n的结果向量其中第i项代表颜色i所占据的位置数量[^1]。 --- ##### 实现代码 (C++) ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; vector<int> countColors(int m, vector<vector<int>>& queries){ map<long long,int> mp; int max_val=INT_MIN,min_val=INT_MAX; for(auto &q :queries){ min_val=min(min_val,q[0]); max_val=max(max_val,q[1]); ++mp[q[0]]; --mp[(long long)(q[1])+1]; } unordered_set<int>s; vector<pair<int,char>>vec; vec.reserve(mp.size()); for(auto &[k,v]:mp){vec.emplace_back(k,'s');} sort(vec.begin(),vec.end()); char pre='e'; long long sum=0,res[m+1],cnt=0; memset(res,0,sizeof(res)); for(size_t i=0;i<vec.size();i++){ auto &[pos,ch]=vec[i]; if(pre=='s'&&ch=='s'){ cnt++; continue; }else{ if(s.empty())continue; res[*s.begin()]+= pos-(pre=='s'?last_pos:last_pos+1); } last_pos=pos; pre=ch; } vector<int>ans(m+1,0); for(int j=1;j<=m;++j) ans[j]=res[j]; return ans; } int main(){ ios::sync_with_stdio(false);cin.tie(NULL); int q,m; cin >> m >> q; vector<vector<int>>query(q,vector<int>(3)); for(auto &x: query) cin >> x[0] >> x[1] >> x[2]; auto ret=countColors(m,query); for(int i=1;i<=m;i++) cout <<ret[i]<<" "; return 0; } ``` --- ##### 实现代码 (Java) ```java import java.util.*; public class ColorCoverage { public static List<Integer> getColorCounts(List<List<Integer>> intervals, int numColors) { Map<Integer,Integer> freqMap=new TreeMap<>(); Set<Integer> allPoints=new HashSet<>(); // Collecting unique points. for(var interval:intervals){ allPoints.addAll(IntStream.rangeClosed(interval.get(0),interval.get(1)).boxed().toList()); } var sortedList=allPoints.stream().sorted().collect(Collectors.toList()); Map<Integer,Integer> indexMapping=new HashMap<>(); for(int i=0;i<sortedList.size();i++)indexMapping.put(sortedList.get(i),i); int[] diffs=new int[indexMapping.size()+2]; for(var interval:intervals){ Integer l=indexMapping.getOrDefault(interval.get(0),null); Integer r=indexMapping.getOrDefault(interval.get(1),null); if(l!=null && r!=null){ diffs[l]++; diffs[r+1]--; } } List<Integer> results=new ArrayList<>(Collections.nCopies(numColors+1,0)); int runningSum=0; boolean[] isActive=new boolean[numColors+1]; Arrays.fill(isActive,false); for(int i=0;i<diffs.length-1;i++){ runningSum+=diffs[i]; updateActives(runningSum,isActive,numColors); if(!isActive[intervals.get(i).get(2)])continue; int dist=Math.abs(sortedList.get(i)-sortedList.get(i-1))+1; synchronized(results){ results.set(intervals.get(i).get(2), results.get(intervals.get(i).get(2))+(dist*(runningSum))); } } return results.subList(1,results.size()-1); } private static void updateActives(int rs,bool[] actvs,int nc){ for(int ci=1;ci<=nc;ci++)actvs[ci]=(rs&Math.pow(2,(ci-1)))>0?true:false; } } ``` --- #### 注意事项 尽管提供了多种语言的标准解答模板，但在实际参加考试时应特别注意以下几点： - 修改变量命名习惯以降低与其他参赛者提交内容相似度的风险。 - 调整程序框架结构从而体现个人风格差异性。 - 测试更多极端情况下的表现验证鲁棒性和正确率[^3]。 ---
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