敌兵布阵-HDU1166 (树状数组模板)

本文介绍了一种使用树状数组优化大规模数据处理的算法。通过树状数组,能够高效地处理大量更新和查询操作,特别是在处理如营地人数变动和查询等场景时。文章详细解释了树状数组的构建、更新和查询过程,并提供了完整的代码实现。

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Problem Description

C国的死对头A国这段时间正在进行军事演习,所以C国间谍头子Derek和他手下Tidy又开始忙乎了。A国在海岸线沿直线布置了N个工兵营地,Derek和Tidy的任务就是要监视这些工兵营地的活动情况。由于采取了某种先进的监测手段,所以每个工兵营地的人数C国都掌握的一清二楚,每个工兵营地的人数都有可能发生变动,可能增加或减少若干人手,但这些都逃不过C国的监视。
中央情报局要研究敌人究竟演习什么战术,所以Tidy要随时向Derek汇报某一段连续的工兵营地一共有多少人,例如Derek问:“Tidy,马上汇报第3个营地到第10个营地共有多少人!”Tidy就要马上开始计算这一段的总人数并汇报。但敌兵营地的人数经常变动,而Derek每次询问的段都不一样,所以Tidy不得不每次都一个一个营地的去数,很快就精疲力尽了,Derek对Tidy的计算速度越来越不满:"你个死肥仔,算得这么慢,我炒你鱿鱼!”Tidy想:“你自己来算算看,这可真是一项累人的工作!我恨不得你炒我鱿鱼呢!”无奈之下,Tidy只好打电话向计算机专家Windbreaker求救,Windbreaker说:“死肥仔,叫你平时做多点acm题和看多点算法书,现在尝到苦果了吧!”Tidy说:"我知错了。。。"但Windbreaker已经挂掉电话了。Tidy很苦恼,这么算他真的会崩溃的,聪明的读者,你能写个程序帮他完成这项工作吗?不过如果你的程序效率不够高的话,Tidy还是会受到Derek的责骂的.

Input

第一行一个整数T,表示有T组数据。
每组数据第一行一个正整数N(N<=50000),表示敌人有N个工兵营地,接下来有N个正整数,第i个正整数ai代表第i个工兵营地里开始时有ai个人(1<=ai<=50)。
接下来每行有一条命令,命令有4种形式:
(1) Add i j,i和j为正整数,表示第i个营地增加j个人(j不超过30)
(2) Sub i j ,i和j为正整数,表示第i个营地减少j个人(j不超过30);
(3) Query i j ,i和j为正整数,i<=j,表示询问第i到第j个营地的总人数;
(4) End 表示结束,这条命令在每组数据最后出现;
每组数据最多有40000条命令

Output

对第i组数据,首先输出“Case i:”和回车,
对于每个Query询问,输出一个整数并回车,表示询问的段中的总人数,这个数保持在int以内。

Sample Input

1
10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Query 1 3
Add 3 6
Query 2 7
Sub 10 2
Add 6 3
Query 3 10
End

Sample Output

Case 1:
6
33
59

题意描述:

总的意思,就是给你N个营地,然后对应给出每个营地的人数,在输入“End”之前,算是这组数据没有结束,一直对这组数据进行处理,每次处理是输入一个单词,输入一对ij,然后对这组数据进行处理
Add是对第 i 个营地,增加 j 个人;
Sub是对第 i 个营地,减少 j 个人;
Query是查询从第 i 个营地,到第 j 个营地,一共有多少个人。
由于题上说每组数据可以多达40000条指令,所以,普通的方法,肯定会超时的啦,所以就引入了树状数组的概念,用树状数组来做,数据越大,就会越省时。
还有个小事情,就是用cin输入,会比scanf稍微耗时一点,所以有时候不知道超时的原因了,可以从这里找哦!

首先提一下树状数组,牵涉到一个lowbit数组,求法是这样的:

void getlow()
{
    for(int i=1; i<=n; i++)
        lowbit[i] = i & (-i);
}

lowbit数组里面存的就是当前下标 管的到的长度,若是1,就说明它只能管到它自己;若是2,它能管到它和它前面一个元素(a[i-1])。比如这道题,build[i] 存的就是 a[i] 和它管得到的 a[j] 的和。

还有,既然是树状数组,肯定要建树,build 数组初值就是a[i] 和它管得到的 a[j] 的和:

void Build()   //建树,加上所有它能管得到的值
{
    for(int i=1; i<=n; i++)
        for(int j=i; j>=i-lowbit[i]+1; j--)
            build[i] += a[j];
}

处理的时候,一定要遍历所有能管得到它的节点(根节点):

void Add()  //加
{
    for(int i=x; i<=n; i += lowbit[i]){  //遍历所有根节点
        build[i] += m;
    }
}
void Sub()  //减
{
    for(int i=x; i<=n; i += lowbit[i]){  //遍历所有根节点
        build[i] -= m;
    }
}

求和的时候,要遍历所有它管的节点(子节点):

int Sum(int n)  //求和
{
    int sum=0;
    for(int i=n; i>0; i -= lowbit[i]){  //遍历所有子节点
        sum += build[i];
    }
    return sum;
}

剩下的问题都不是问题了,需要的话,可以看看完整代码:

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <string>
#include <cstring>
using namespace std;
int a[50005],lowbit[50005],build[50005],x,n,m;
string str;
void getlow()
{
    for(int i = 1; i <= n; i++)
        lowbit[i] = i & (-i);
}

void Build()   //建树,加上所有它能管得到的值
{
    for(int i = 1; i <= n; i++)
        for(int j = i; j >= i-lowbit[i]+1; j--)
            build[i] += a[j];
}

void Add()  //加
{
    for(int i = x; i <= n; i += lowbit[i]){  //遍历所有根节点
        build[i] += m;
    }
}

void Sub()  //减
{
    for(int i = x; i <= n; i += lowbit[i]){//遍历所有根节点
        build[i] -= m;
    }
}

int Sum(int n)  //求和( 1 ~ n 的和)
{
    int sum = 0;
    for(int i = n; i > 0; i -= lowbit[i]){  //遍历所有子节点
        sum += build[i];
    }
    return sum;
}

int main()
{
    int t;
    cin >> t;
    for(int z = 1; z <= t; z++){
        memset(build,0,sizeof(build));  //每次用完一定要清空一下
        scanf("%d",&n);
        for(int i=1; i<=n; i++)
            scanf("%d",&a[i]);
        getlow();
        Build();
        cout << "Case " << z << ":" << endl;
        while( cin >> str ){
            if(str == "End")
                break;
            scanf("%d %d",&x,&m);
            if(str == "Query")
                cout << Sum(m)-Sum(x-1) << endl; //求出1~m的和,求出1~x-1 的和,减去就好
            else if(str == "Add"){
                Add();
            }
            else if(str == "Sub"){
                Sub();
            }
        }
    }
    return 0;
}
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