树状数组(2)

一维树状数组的应用

poj 2352 stars

题意:在整数坐标0<=x,y<=32000上有很多星星
每颗星的level(级别)值 等于 不比它高不比它右的星星数目
给出每颗星星的坐标。求每个level的星星数目。

noip式懵逼

其实大家
细心的我已经把图给挖下来了

算法分析:
好像要所有数据读入之后才一个个问,其实不然,我们可以采取一边读数据一边统计的方法
(注意了,输入格式已经给出:星星按 Y 的升序给出,Y 相等则按 X 的升序给出)。
也是就是当前的第i个星星读入坐标的时候其实它的级别已经确定了,因为后面的星星不会让星星i升级的,
(因为星星是按Y升序给出的,所以后面的星星不会比当前星星i低,最多同高,但因为同高的星星是从左到右给出的,所以后面的星星不会在当前星星i的左边。)
所以我们只需要 关注 每颗星星的x坐标,统计 1~x[i]有多少个值出现过,出现过的点为1,那么我们就可以统计了。

代码:

#include <cstdio>
#include <cstring>
using namespace std;
int c[32010],l[32010],n;
int lowbit(int x)
{
    return x&-x;
}
void add(int x,int y)
{
    while (x<=32005)
    {
        c[x]+=y;
        x+=lowbit(x);
    }
}
int getsum(int x)
{
    int s=0;
    while (x>=1)
    {
        s+=c[x];
        x-=lowbit(x);
    }
    return s;
}
int main()
{
    int x,y;
    while (scanf("%d",&n)!=EOF)
    {
        memset(c,0,sizeof(c));
        memset(l,0,sizeof(l));
         for (int i=1;i<=n;i++)
        {
            scanf("%d%d",&x,&y);
            add(x+1,1);
            l[getsum(x+1)]++;
        }
        for (int i=1;i<=n;i++)
            printf("%d\n",l[i]);
    }
}

stars的拓展:
poj2481 cows

看到这道题,做过的同志们肯定又要偷笑了,没看过的同志们又接着懵逼了

题意:
一条线上有很多不同长度的线段【s,e】,代表了不同牛的领域范围。如果Si <= Sj 并且 Ej <= Ei 并且 Ei - Si > Ej - Sj 就说明母牛i比母牛j强壮。对于每一头牛,有多少头牛比他强壮?

算法分析:
我们可以把这一条线段扩大成一片草地(类似平面直角坐标系的东东),将每头母牛的领域范围线段【s,e】变为一个在平面直角坐标系上的点【s,e】。画一画图,是不是和上面的stars很像咧?只需要变动一下(注意:stars是求他左下方有多少个点,而这一题则是求他的左上方有多少个点)。
值得提醒一下的是:这一题的数据是无序给出的,我们需要预先排序。

<think>好的,我现在需要帮助用户了解二维树状数组的实现和应用。首先,我得回顾一下用户之前的提问和引用内容,确保回答符合他们的需求。用户提到了二维树状数组,引用中也有关于二维前缀和、单点修改以及例题的信息,比如poj2352和Codeforces的题目。 首先,我需要解释二维树状数组的基本概念。二维树状数组树状数组在二维空间的扩展,主要用于处理二维数组的前缀和查询和单点更新。用户可能已经了解一维树状数组,所以可以在此基础上进行扩展。 接下来是实现部分。用户需要具体的代码示例,尤其是Python的实现。根据引用3,一维树状数组的Python实现,我需要将其扩展到二维。二维树状数组的操作包括初始化、单点更新和前缀和查询。需要注意的是,二维情况下,每个更新和查询操作都需要双重循环,遍历每个维度上的索引。 然后是应用场景。用户可能想知道在什么情况下使用二维树状数组。根据引用2和4,二维树状数组适用于子矩阵求和、动态二维网格数据更新等场景,比如处理二维偏序问题或实时更新矩阵中的元素值。例如,在POJ 1195这道题中,需要处理手机的更新和区域查询,这正是二维树状数组的典型应用。 另外,用户可能关心时间复杂度。每个操作的时间复杂度是O((log n)^2),因为每个维度都需要log n的时间。相比暴力方法,这在处理大规模数据时更高效。 最后,生成相关问题。根据用户之前的问题,可能需要关于优化、应用场景以及与其他数据结构的比较的问题。比如,二维树状数组与二维线段树的区别,或者如何扩展到更高维度。 需要确保代码正确无误,并符合Python语法。同时,引用相关文献,比如引用2中的二维树状数组应用和引用4中的例题,来增强回答的可信度。还要注意用户的中文回答要求,保持结构清晰,分步骤解释。</think>### 二维树状数组实现与应用详解 #### 一、核心原理 二维树状数组是树状数据结构在二维空间的扩展,主要用于高效处理**子矩阵和查询**和**单点更新**。其核心原理基于二维二进制索引结构: 1. 每个节点存储特定子矩阵的和 2. 通过**lowbit(x)**运算确定覆盖范围 3. 时间复杂度:单次查询/更新 $O((\log n)^2)$ #### 二、Python实现代码 ```python class BinaryIndexedTree2D: def __init__(self, rows, cols): self.n = rows self.m = cols self.tree = [[0]*(cols+1) for _ in range(rows+1)] def update(self, x, y, delta): # 单点更新操作 i = x while i <= self.n: j = y while j <= self.m: self.tree[i][j] += delta j += j & -j i += i & -i def query(self, x, y): # 查询(1,1)(x,y)的子矩阵和 res = 0 i = x while i > 0: j = y while j > 0: res += self.tree[i][j] j -= j & -j i -= i & -i return res def range_query(self, x1, y1, x2, y2): # 查询任意子矩阵和 return (self.query(x2, y2) - self.query(x1-1, y2) - self.query(x2, y1-1) + self.query(x1-1, y1-1)) ``` #### 三、典型应用场景 1. **动态矩阵求和**:实时更新矩阵元素值并查询子矩阵和 - 例:POJ 1195 Mobile phones[^4] 2. **二维偏序问题**:统计满足 $x_i < x_j$ 且 $y_i < y_j$ 的点对数量 3. **图像处理**:区域像素值统计与更新 4. **游戏地图**:动态更新地形数据并快速统计区域属性 #### 四、操作时间复杂度对比 | 操作类型 | 暴力方法 | 二维树状数组 | |----------------|------------|--------------| | 单点更新 | $O(1)$ | $O((\log n)^2)$ | | 子矩阵查询 | $O(n^2)$ | $O((\log n)^2)$ | | 区域更新+查询 | $O(n^2)$ | $O((\log n)^2)$ | #### 五、实战技巧 1. **坐标偏移**:当坐标从0开始时,统一+1转换为从1开始 2. **离散化处理**:当坐标范围过大时先进行离散化 3. **差分技巧**:处理区间更新操作 ```python # 给子矩阵(x1,y1)-(x2,y2)统一加delta bit.update(x1, y1, delta) bit.update(x1, y2+1, -delta) bit.update(x2+1, y1, -delta) bit.update(x2+1, y2+1, delta) ```
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值