洛谷-3919 【模板】可持久化数组(可持久化线段树/平衡树)

本文介绍了一种使用线段树实现历史版本查询的方法,适用于动态数组的更新与访问需求,尤其在大规模数据集上表现出高效性。通过构建持久化线段树,可以快速查询任意历史版本中特定位置的值,并支持在历史版本基础上进行修改,生成新的版本。这种方法在数据规模达到10^6的情况下仍能保持良好的性能。

题目描述
如题,你需要维护这样的一个长度为 N 的数组,支持如下几种操作
在某个历史版本上修改某一个位置上的值
访问某个历史版本上的某一位置的值
此外,每进行一次操作(对于操作2,即为生成一个完全一样的版本,不作任何改动),就会生成一个新的版本。版本编号即为当前操作的编号(从1开始编号,版本0表示初始状态数组)
输入格式
输入的第一行包含两个正整数 N,M, 分别表示数组的长度和操作的个数。
第二行包含N个整数,依次为初始状态下数组各位的值(依次为 aia_iai​,1≤i≤N1≤i≤N1iN)。
接下来M 行每行包含3或4个整数,代表两种操作之一(i为基于的历史版本号):
对于操作1,格式为vi 1 loci valueiv_i \ 1 \ {loc}_i \ {value}_ivi 1 loci valuei ,即为在版本viv_ivi​的基础上,将 alocia_{{loc}_i}aloci ​​ 修改为 valuei{value}_ivaluei
对于操作2,格式为vi 2 lociv_i \ 2 \ {loc}_ivi 2 loci,即访问版本viv_ivi ​中的 alocia_{{loc}_i}aloci ​​的值,生成一样版本的对象应为vi
输出格式
输出包含若干行,依次为每个操作2的结果。

输入输出样例
输入 #1
5 10
59 46 14 87 41
0 2 1
0 1 1 14
0 1 1 57
0 1 1 88
4 2 4
0 2 5
0 2 4
4 2 1
2 2 2
1 1 5 91

输出 #1
59
87
41
87
88
46

说明/提示
数据规模:
对于100%的数据:1≤N,M≤106,1≤loci≤N,0≤vi&lt;i,−109≤ai,valuei≤1091≤N,M≤10^6,1≤loc_i≤N,0≤v_i&lt;i,−10^9≤a_i,value_i≤10^91N,M106,1lociN,0vi<i,109ai,valuei109

#include<bits/stdc++.h>
const int N=1000005;
using namespace std;
int a[N],n,q,rt[N*20];
inline int read(){
    int f=1,x=0;char ch;
    do{ch=getchar();if(ch=='-')f=-1;}while(ch<'0'||ch>'9');
    do{x=x*10+ch-'0';ch=getchar();}while(ch>='0'&&ch<='9');
    return f*x;
}
struct Persistable_Segment_Tree{
    int lc[N*20],rc[N*20],val[N*20],cnt;
    inline void build(int &o,int l,int r){
        o=++cnt;
        if(l==r){val[o]=a[l];return;}
        int mid=(l+r)>>1;
        build(lc[o],l,mid);build(rc[o],mid+1,r);
    }
    inline void ins(int &o,int pre,int l,int r,int q,int v){
        o=++cnt;lc[o]=lc[pre];rc[o]=rc[pre];val[o]=val[pre];
        if(l==r){val[o]=v;return;}
        int mid=(l+r)>>1;
        if(q<=mid)ins(lc[o],lc[pre],l,mid,q,v);
        else ins(rc[o],rc[pre],mid+1,r,q,v);
    }
    inline int query(int o,int l,int r,int q){
        if(l==r)return val[o];
        int mid=(l+r)>>1;
        if(q<=mid)return query(lc[o],l,mid,q);
        else return query(rc[o],mid+1,r,q);
    }
}T;
int main(){
    n=read();int m=read();
    for(int i=1;i<=n;i++)a[i]=read();
    T.build(rt[0],1,n);
    for(int i=1;i<=m;i++){
        int pre=read(),opt=read(),x=read();
        if(opt==1){int v=read();T.ins(rt[i],rt[pre],1,n,x,v);}
        if(opt==2){printf("%d\n",T.query(rt[pre],1,n,x));rt[i]=rt[pre];}
    }
}

洛谷平台上并没有特别典型的专门针对可持久化可并堆的模板题,但可以通过一些数据结构和算法的综合题目来锻炼相关的实现能力。以下是一些可能有帮助的题目: #### P3835 【模板可持久化平衡树 虽然这是可持久化平衡树模板题,但在实现可持久化的思路上有一定的借鉴意义。它需要维护一个可重整数集合,支持插入、删除、查询排名、查询排名对应的数、求前驱和后继等操作,且每次操作基于某一历史版本并生成新的版本。 ```python # 简单示例代码框架,非完整实现 class Node: def __init__(self): self.left = None self.right = None self.val = 0 def build(l, r): node = Node() if l == r: return node mid = (l + r) // 2 node.left = build(l, mid) node.right = build(mid + 1, r) return node ``` #### P3919模板可持久化线段树 1(可持久化数组) 该题涉及对数组的修改和查询操作,每次操作会产生新的版本,对于理解可持久化数据结构的版本维护有帮助。 ```python # 简单示例代码框架,非完整实现 class Node: def __init__(self): self.left = None self.right = None self.val = 0 def update(pre, l, r, pos, val): cur = Node() cur.left = pre.left cur.right = pre.right cur.val = pre.val if l == r: cur.val = val return cur mid = (l + r) // 2 if pos <= mid: cur.left = update(pre.left, l, mid, pos, val) else: cur.right = update(pre.right, mid + 1, r, pos, val) return cur ```
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