树链刨分模板题 洛谷P3384

本文详细解析洛谷P3384树链剖分模板题,提供完整的AC代码,涵盖树链剖分、线段树的实现与应用,以及取模操作在树链剖分和线段树中的具体实现。

洛谷P3384

树链刨分模板题。

推荐一篇讲的比较好的博客:https://www.cnblogs.com/chinhhh/p/7965433.html

因为这题要求取模,所以线段树部分和树链刨分部分都要取模。

ACcode:

精简版:

#include<bits/stdc++.h>
const int N=1e5+10;
using namespace std;
int n,q,r,mod;
int a[N<<2],b[N<<2];
int tot,ver[N<<1],Next[N<<1],head[N<<1];
int dep[N],fa[N],Size[N],son[N];
int cnt,id[N],top[N];
/*
b[i]    初始节点的权值
a[i]    新建节点的权值
题目输入的是b[i],线段树中用的是a[i]

dep[i]  该节点的深度
fa[i]   该节点的父亲
Size[i] 该非叶子节点的子树大小
son[i]  i的重儿子

cnt     新建节点时用来存编号的
id[i]   该节点的新编号
top[i]  该节点所在链的顶端节点编号
*/
void add(int x,int y)
{
    ver[++tot]=y;Next[tot]=head[x];head[x]=tot;
}
void dfs1(int x,int f,int deep) //当前节点   父亲    深度
{
    dep[x]=deep;
    fa[x]=f;
    Size[x]=1;
    int maxson=-1;
    for(int i=head[x];i;i=Next[i])
    {
        int y=ver[i];
        if(y==f)    continue;
        dfs1(y,x,deep+1);
        Size[x]+=Size[y];
        if(Size[y]>maxson)
            son[x]=y,maxson=Size[y];
    }
}
void dfs2(int x,int topf)    //当前节点  当前链的最顶端的节点
{
    id[x]=++cnt;
    a[cnt]=b[x];
    top[x]=topf;
    if(son[x]==0)   return ;
    dfs2(son[x],topf);
    for(int i=head[x];i;i=Next[i])
    {
        int y=ver[i];
        if(y==fa[x]||y==son[x]) continue;
        dfs2(y,y);
    }
}

//以下是线段树******************************************************************
struct stree
{
    int l,r;
    int sum,add;
} t[N<<2];
void build(int p,int l,int r)   //建树 build(1,1,n)
{
    t[p].l=l,t[p].r=r;
    if(l==r)
    {
        t[p].sum=a[l];
        return ;
    }
    int mid=(l+r)/2;
    build(p*2,l,mid);
    build(p*2+1,mid+1,r);
    t[p].sum=(t[p*2].sum+t[p*2+1].sum)%mod;
}
void spread(int p)
{
    if(t[p].add)
    {
        t[p*2].sum=(t[p*2].sum+t[p].add*(t[p*2].r-t[p*2].l+1)%mod)%mod;
        t[p*2+1].sum=(t[p*2+1].sum+t[p].add*(t[p*2+1].r-t[p*2+1].l+1)%mod)%mod;
        t[p*2].add+=t[p].add;
        t[p*2+1].add+=t[p].add;
        t[p].add=0;
    }
}
//更新节点信息,调用入口:update(1,l,r,d),把第l到r个数都加d
void update(int p,int l,int r,int d)
{
    if(l<=t[p].l&&r>=t[p].r)
    {
        t[p].sum=(t[p].sum+(int)d*(t[p].r-t[p].l+1)%mod)%mod;
        t[p].add+=d;
        return ;
    }
    spread(p);
    int mid=(t[p].l+t[p].r)/2;
    if(l<=mid) update(p*2,l,r,d);
    if(r>mid)   update(p*2+1,l,r,d);
    t[p].sum=(t[p*2].sum+t[p*2+1].sum)%mod;
}
//第l到r个数的和,调用入口:query(1,l,r)
int query(int p,int l,int r)
{
    if(l<=t[p].l&&r>=t[p].r)
        return t[p].sum;
    spread(p);
    int mid=(t[p].l+t[p].r)/2;
    int val=0;
    if(l<=mid)
        val=(val+query(p*2,l,r))%mod;
    if(r>mid)
        val=(val+query(p*2+1,l,r))%mod;
    return val;
}
//以上是线段树*********************************************************************

void update1(int x,int y,int z) //给节点x到节点y这条链上的所有节点都加上z
{
    z%=mod;
    while(top[x]!=top[y])
    {
        if(dep[top[x]]<dep[top[y]]) swap(x,y);
        update(1,id[top[x]],id[x],z);
        x=fa[top[x]];
    }
    if(dep[x]>dep[y])   swap(x,y);
    update(1,id[x],id[y],z);
}
int query1(int x,int y) //询问节点x到节点y这条链上的所有节点的和
{
    int ret=0,res;
    while(top[x]!=top[y])
    {
        if(dep[top[x]]<dep[top[y]]) swap(x,y);
        res=query(1,id[top[x]],id[x]);
        ret+=res;
        ret%=mod;
        x=fa[top[x]];
    }
    if(dep[x]>dep[y])   swap(x,y);
    ret+=query(1,id[x],id[y]);
    ret%=mod;
    return ret;
}
void update2(int x,int z)   //给以x为根的子树的所有节点(包括自己)都加上z
{
    update(1,id[x],id[x]+Size[x]-1,z);
}
int query2(int x)   //询问以x为根的子树的所有节点(包括自己)的和
{
    return query(1,id[x],id[x]+Size[x]-1)%mod;
}
int main()
{
    tot=0;
    cnt=0;
    scanf("%d%d%d%d",&n,&q,&r,&mod);
    for(int i=1;i<=n;i++)   scanf("%d",&b[i]);
    int x,y;
    for(int i=1;i<=n-1;i++)
        {scanf("%d%d",&x,&y);add(x,y);add(y,x);}
    dfs1(r,0,1);
    dfs2(r,r);
    build(1,1,n);
    int ans;
    while(q--)
    {
        int op,x,y,z;
        scanf("%d",&op);
        if(op==1)
        {
            scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);
            update1(x,y,z);
        }
        else if(op==2)
        {
            scanf("%d%d",&x,&y);
            ans=query1(x,y);
            printf("%d\n",ans);
        }
        else if(op==3)
        {
            scanf("%d%d",&x,&z);
            update2(x,z);
        }
        else if(op==4)
        {
            scanf("%d",&x);
            ans=query2(x);
            printf("%d\n",ans);
        }
    }
    return 0;
}

带注释版:

#include<bits/stdc++.h>
const int N=1e5+10;
using namespace std;
int n,q,r,mod;
int a[N<<2],b[N<<2];
int tot,ver[N<<1],Next[N<<1],head[N<<1];    //链式前向星加边
int dep[N],fa[N],Size[N],son[N];
int cnt,id[N],top[N];
/*
b[i]    初始节点的权值
a[i]    新建节点的权值
题目输入的是b[i],线段树中用的是a[i]

dep[i]  该节点的深度
fa[i]   该节点的父亲
Size[i] 该非叶子节点的子树大小
son[i]  i的重儿子

cnt     新建节点时用来存编号的
id[i]   该节点的新编号
top[i]  该节点所在链的顶端节点编号
*/
void add(int x,int y)
{
    ver[++tot]=y;Next[tot]=head[x];head[x]=tot;
}
void dfs1(int x,int f,int deep) //当前节点   父亲    深度
{
    dep[x]=deep;    //标记每个点的深度
    fa[x]=f;    //标记每个点的父亲
    Size[x]=1;  //标记每个非叶子节点的子树大小
    int maxson=-1;  //记录重儿子的儿子数
    for(int i=head[x];i;i=Next[i])
    {
        int y=ver[i];
        if(y==f)    continue;   //若该节点为父亲节点则continue
        dfs1(y,x,deep+1);   //dfs其儿子
        Size[x]+=Size[y];   //统计子树大小
        if(Size[y]>maxson)  //查找每个非叶子节点的重儿子编号
            son[x]=y,maxson=Size[y];
    }
}
void dfs2(int x,int topf)    //当前节点  当前链的最顶端的节点
{
    id[x]=++cnt;    //标记每个节点的新编号
    a[cnt]=b[x];    //把每个节点的初始值赋给这个新编号
    top[x]=topf;    //记录这个点所在重链的最顶端
    if(son[x]==0)   return ;    //如果没有儿子,直接返回
    dfs2(son[x],topf);  //先处理重儿子,在处理轻儿子
    for(int i=head[x];i;i=Next[i])
    {
        int y=ver[i];
        if(y==fa[x]||y==son[x]) continue;   //如果该节点是父亲节点或者重儿子,continue
        dfs2(y,y);  //每个轻儿子都有一条以自己为链顶端的重链
    }
}

//以下是线段树******************************************************************
struct stree
{
    int l,r;
    int sum,add;
} t[N<<2];
void build(int p,int l,int r)   //建树 build(1,1,n)
{
    t[p].l=l,t[p].r=r;
    if(l==r)
    {
        t[p].sum=a[l];
        return ;
    }
    int mid=(l+r)/2;
    build(p*2,l,mid);
    build(p*2+1,mid+1,r);
    t[p].sum=(t[p*2].sum+t[p*2+1].sum)%mod;
}
void spread(int p)
{
    if(t[p].add)
    {
        t[p*2].sum=(t[p*2].sum+t[p].add*(t[p*2].r-t[p*2].l+1)%mod)%mod;
        t[p*2+1].sum=(t[p*2+1].sum+t[p].add*(t[p*2+1].r-t[p*2+1].l+1)%mod)%mod;
        t[p*2].add+=t[p].add;
        t[p*2+1].add+=t[p].add;
        t[p].add=0;
    }
}
//更新节点信息,调用入口:update(1,l,r,d),把第l到r个数都加d
void update(int p,int l,int r,int d)
{
    if(l<=t[p].l&&r>=t[p].r)
    {
        t[p].sum=(t[p].sum+(int)d*(t[p].r-t[p].l+1)%mod)%mod;
        t[p].add+=d;
        return ;
    }
    spread(p);
    int mid=(t[p].l+t[p].r)/2;
    if(l<=mid) update(p*2,l,r,d);
    if(r>mid)   update(p*2+1,l,r,d);
    t[p].sum=(t[p*2].sum+t[p*2+1].sum)%mod;
}
//第l到r个数的和,调用入口:query(1,l,r)
int query(int p,int l,int r)
{
    if(l<=t[p].l&&r>=t[p].r)
        return t[p].sum;
    spread(p);
    int mid=(t[p].l+t[p].r)/2;
    int val=0;
    if(l<=mid)
        val=(val+query(p*2,l,r))%mod;
    if(r>mid)
        val=(val+query(p*2+1,l,r))%mod;
    return val;
}
//以上是线段树*********************************************************************

void update1(int x,int y,int z) //给节点x到节点y这条链上的所有节点都加上z
{
    //update1注释同query1
    z%=mod;
    while(top[x]!=top[y])
    {
        if(dep[top[x]]<dep[top[y]]) swap(x,y);
        update(1,id[top[x]],id[x],z);
        x=fa[top[x]];
    }
    if(dep[x]>dep[y])   swap(x,y);
    update(1,id[x],id[y],z);
}
int query1(int x,int y) //询问节点x到节点y这条链上的所有节点的和
{
    int ret=0,res;
    while(top[x]!=top[y])   //这两个点不在一条链上
    {
        if(dep[top[x]]<dep[top[y]]) swap(x,y);  //设x点为所在链顶端节点的深度更深的那个点
        res=query(1,id[top[x]],id[x]);  //ret加上“x点到x所在链顶端”这一段区间的点权和
        ret+=res;
        ret%=mod;
        x=fa[top[x]];//把x跳到x所在链顶端的那个点的上面一个点
    }
    //此时两个点已经处于一条链上了
    if(dep[x]>dep[y])   swap(x,y);  //设x点为所在链顶端节点的深度更深的那个点
    ret+=query(1,id[x],id[y]);  //再加上两个点的区间和
    ret%=mod;
    return ret;
}
void update2(int x,int z)   //给以x为根的子树的所有节点(包括自己)都加上z
{
    //update2注释同query2
    update(1,id[x],id[x]+Size[x]-1,z);
}
int query2(int x)   //询问以x为根的子树的所有节点(包括自己)的和
{
    return query(1,id[x],id[x]+Size[x]-1)%mod;  //子树区间右断点为id[x]+siz[x]-1
}
int main()
{
    tot=0;
    cnt=0;
    scanf("%d%d%d%d",&n,&q,&r,&mod);
    for(int i=1;i<=n;i++)   scanf("%d",&b[i]);
    //原始节点的点权存在数组b里,新构造出来的点的点权存在数组a里,建线段树用的是数组a
    int x,y;
    for(int i=1;i<=n-1;i++)
        {scanf("%d%d",&x,&y);add(x,y);add(y,x);}
    dfs1(r,0,1);
    dfs2(r,r);
    build(1,1,n);
    int ans;
    while(q--)
    {
        int op,x,y,z;
        scanf("%d",&op);
        if(op==1)
        {
            scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);
            update1(x,y,z);
        }
        else if(op==2)
        {
            scanf("%d%d",&x,&y);
            ans=query1(x,y);
            printf("%d\n",ans);
        }
        else if(op==3)
        {
            scanf("%d%d",&x,&z);
            update2(x,z);
        }
        else if(op==4)
        {
            scanf("%d",&x);
            ans=query2(x);
            printf("%d\n",ans);
        }
    }
    return 0;
}

 

该数据集通过合成方式模拟了多种发动机在运行过程中的传感器监测数据,旨在构建一个用于机械系统故障检测的基准资源,特别适用于汽车领域的诊断分析。数据按固定时间间隔采集,涵盖了发动机性能指标、异常状态以及工作模式等多维度信息。 时间戳:数据类型为日期时间,记录了每个数据点的采集时刻。序列起始于2024年12月24日10:00,并以5分钟为间隔持续生成,体现了对发动机运行状态的连续监测。 温度(摄氏度):以浮点数形式记录发动机的温度读数。其数值范围通常处于60至120摄氏度之间,反映了发动机在常规工况下的典型温度区间。 转速(转/分钟):以浮点数表示发动机曲轴的旋转速度。该参数在1000至4000转/分钟的范围内随机生成,符合多数发动机在正常运转时的转速特征。 燃油效率(公里/升):浮点型变量,用于衡量发动机的燃料利用效能,即每升燃料所能支持的行驶里程。其取值范围设定在15至30公里/升之间。 振动_X、振动_Y、振动_Z:这三个浮点数列分别记录了发动机在三维空间坐标系中各轴向的振动强度。测量值标准化至0到1的标度,较高的数值通常暗示存在异常振动,可能与潜在的机械故障相关。 扭矩(牛·米):以浮点数表征发动机输出的旋转力矩,数值区间为50至200牛·米,体现了发动机的负载能力。 功率输出(千瓦):浮点型变量,描述发动机单位时间内做功的速率,取值范围为20至100千瓦。 故障状态:整型分类变量,用于标识发动机的异常程度,共分为四个等级:0代表正常状态,1表示轻微故障,2对应中等故障,3指示严重故障。该列作为分类任务的目标变量,支持基于传感器数据预测故障等级。 运行模式:字符串类型变量,描述发动机当前的工作状态,主要包括:怠速(发动机运转但无负载)、巡航(发动机在常规负载下平稳运行)、重载(发动机承受高负荷或高压工况)。 数据集整体包含1000条记录,每条记录对应特定时刻的发动机性能快照。其中故障状态涵盖从正常到严重故障的四级分类,有助于训练模型实现故障预测与诊断。所有数据均为合成生成,旨在模拟真实的发动机性能变化与典型故障场景,所包含的温度、转速、燃油效率、振动、扭矩及功率输出等关键传感指标,均为影响发动机故障判定的重要因素。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删除!
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