[模板]树状数组(区间修改单点查询)

本文详细介绍了BIT(Binary Indexed Tree,二进制索引树)算法的基本原理及其应用。通过具体的示例,展示了如何使用BIT进行区间更新和单点查询操作,并提供了完整的代码实现。适用于需要高效处理区间加法和查询问题的场景。

Important

Bit is a good alogrithm.

Problem

Description

Give you some operate.

0 l r w   :fl..r+=w

1 x        :Ask fx

Sample:
Input:
10 10
0 2 8 5
1 7
1 2
0 3 9 8
1 7
1 3
1 5
1 5
0 1 5 6
1 2
Output:
5
5
13
13
13
13
11
Constraints
Datanm
1..3103103
4..10105105
Solution

0:

add(l,w);
add(r+1,-w);

1:

query(x);
Code
int bit[100010],n,t,l,r,h;
void add(int x,int y)
{
    while(x<=n)
    {
        bit[x]+=y;
        x+=x&(-x);
    }
}
int query(int x)
{
    int r=0;
    while(x)
    {
        r+=bit[x];
        x-=x&(-x);
    }
    rt r;
}
int main(){
    n=read();
    t=read();
    while(t--)
        if(!read())
        {
            l=read(),r=read(),h=read();
            add(l,h);
            add(r+1,-h);
        }
        else
            printf("%d\n",query(read()));
    rt 0;
}
### 单点修改区间查询树状数组结合高精度计算的模板题 在某些特定问题中,需要处理大数的单点更新和区间查询操作。树状数组的结构非常适合处理单点修改和前缀和查询,结合高精度计算可以实现对大整数数组的高效维护。树状数组将原数列划分为若干个子区间,每个区间包含的元素数量为 $2^k$ 个,其中 $k$ 是区间所在的层数。底层结构使用数组 $C$ 来存储每个区间的部分和,使得每次操作的时间复杂度为 $O(\log n)$ [^1]。 #### 示例题目:树状数组维护高精度数的区间和 **题目描述:** 给定一个数组,其中的每个元素是一个高精度整数(以字符串形式存储)。需要实现以下功能: 1. 查询某个前缀的和(即从第一个元素到第 $k$ 个元素的和)。 2. 更新数组中某个位置的值。 **解法说明:** - 使用树状数组来维护数组的前缀和。 - 每个树状数组的节点存储的是该位置对应区间的高精度和。 - 高精度计算通过字符串实现,支持两个大数的加法和减法。 ##### 高精度加法函数 ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; string add(string a, string b) { string ans; int carry = 0, i = a.size() - 1, j = b.size() - 1; while (i >= 0 || j >= 0 || carry > 0) { int sum = carry; if (i >= 0) sum += a[i--] - '0'; if (j >= 0) sum += b[j--] - '0'; ans.push_back(sum % 10 + '0'); carry = sum / 10; } reverse(ans.begin(), ans.end()); return ans; } ``` ##### 高精度减法函数 ```cpp string sub(string a, string b) { string ans; bool flag = false; if (a.size() < b.size() || (a.size() == b.size() && a < b)) { swap(a, b); flag = true; } reverse(a.begin(), a.end()); reverse(b.begin(), b.end()); int c[1000] = {0}, k = a.size(); for (int i = 0; i < a.size(); i++) { if (a[i] < b[i]) { a[i] += 10; a[i + 1]--; } c[i] = a[i] - b[i]; } while (c[k] == 0 && k > 0) k--; if (flag) ans.push_back('-'); while (k >= 0) ans.push_back(c[k--] + '0'); return ans; } ``` ##### 树状数组的定义 ```cpp vector<string> tree; int n; int lowbit(int x) { return x & -x; } ``` ##### 初始化树状数组 ```cpp void init(int size) { n = size; tree.resize(n + 1, "0"); } ``` ##### 单点更新函数 ```cpp void update(int idx, string value) { while (idx <= n) { tree[idx] = add(tree[idx], value); idx += lowbit(idx); } } ``` ##### 前缀查询函数 ```cpp string query(int idx) { string ans = "0"; while (idx > 0) { ans = add(ans, tree[idx]); idx -= lowbit(idx); } return ans; } ``` ##### 主函数逻辑 ```cpp int main() { int n, m; cin >> n >> m; vector<string> arr(n + 1); for (int i = 1; i <= n; i++) cin >> arr[i]; init(n); for (int i = 1; i <= n; i++) update(i, arr[i]); while (m--) { char op; cin >> op; if (op == 'Q') { int idx; cin >> idx; cout << query(idx) << "\n"; } else { int idx; string value; cin >> idx >> value; string delta = sub(value, arr[idx]); arr[idx] = value; update(idx, delta); } } return 0; } ``` ###
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