树状数组

int a[50010];
int n,i;
int lowbit(int k)
{
	return k&(-k);
}

void add(int k,int num)//将第K位加num
{
	while(k<=n)
	{
		a[k]+=num;
		k+=lowbit(k);
	}
}

void sub(int k,int num)//将第K位减num
{
	while(k<=n)
	{
		a[k]-=num;
		k+=lowbit(k);
	}
}

int summ(int k) //求从1到K的和
{
	int sum=0;
	while(k>0)
	{
		sum+=a[k];
		k-=lowbit(k);
	 }

	 return sum;
}


int main()
{
    int temp,ans;
    scanf("%d",&n);
    for(i=1;i<=n;i++)
    {
        scanf("%d",&temp);
        add(i,temp); //初始化建树
    }
    return 0;
}

【模板】树状数组(差分)

题目描述
如题,已知一个数列,你需要进行下面两种操作:

1.将某区间每一个数数加上x

2.求出某一个数的和

输入输出格式
输入格式:
第一行包含两个整数N、M,分别表示该数列数字的个数和操作的总个数。

第二行包含N个用空格分隔的整数,其中第i个数字表示数列第i项的初始值。

接下来M行每行包含2或4个整数,表示一个操作,具体如下:

操作1: 格式:1 x y k 含义:将区间[x,y]内每个数加上k

操作2: 格式:2 x 含义:输出第x个数的值

输出格式:
输出包含若干行整数,即为所有操作2的结果。

输入输出样例
输入样例#1: 复制
5 5
1 5 4 2 3
1 2 4 2
2 3
1 1 5 -1
1 3 5 7
2 4
输出样例#1: 复制
6
10

题解:
来介绍一下差分

设数组a[]={1,6,8,5,10},那么差分数组b[]={1,5,2,-3,5}

也就是说b[i]=a[i]-a[i-1];(a[0]=0;),那么a[i]=b[1]+…+b[i];(这个很好证的)。

假如区间[2,4]都加上2的话

a数组变为a[]={1,8,10,7,10},b数组变为b={1,7,2,-3,3};

发现了没有,b数组只有b[2]和b[5]变了,因为区间[2,4]是同时加上2的,所以在区间内b[i]-b[i-1]是不变的.

所以对区间[x,y]进行修改,只用修改b[x]与b[y+1]:

b[x]=b[x]+k;b[y+1]=b[y+1]-k;

代码:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<math.h>
#include<string.h>
#include<algorithm>
#include<iostream>
#include<queue>
#include<stack>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<vector>
#include<cmath>
#include<map>
#define exp 1e-9
#define PI acos(-1.0)
#define INF 0x3f3f3f3f
using namespace std;
typedef long long LL;
int a[2000010];
int n,i,m;
int lowbit(int k)
{
    return k&(-k);
}

void add(int k,int num)//将第K位加num
{
    while(k<=n)
    {
        a[k]+=num;
        k+=lowbit(k);
    }
}

int summ(int k) //求从1到K的和
{
    int sum=0;
    while(k>0)
    {
        sum+=a[k];
        k-=lowbit(k);
     }
     return sum;
}


int main()
{
    int temp,ans,pre=0;
    cin>>n>>m;
    for(i=1;i<=n;i++)
    {
        scanf("%d",&temp);
        add(i,temp-pre); //初始化建树 差分
        pre=temp;

    }
    for(i=1;i<=m;i++)
    {
        int b,c,d,e;
        cin>>b;
        if(b==1)
        {
            cin>>c>>d>>e;
            add(c,e);
            add(d+1,-e);
        }

        else
        {
            cin>>c;
            cout<<summ(c)<<endl;
        }


    }
    return 0;
}
```

树状数组求逆序对(离散化操作)

#include<stdio.h>
#include<algorithm>
using namespace std;
 
const int MAX = 500005;
struct node
{
	int cnt;
	int data;
}v[MAX];
int n;
int tree[MAX], w[MAX]; 
 
int cmp(node a, node b)
{
	return a.data < b.data;
}
int lowbit(int x)
{
	return x & (-x);
}
int query(int x)
{
	int res = 0;
	while (x)
	{
		res += tree[x];
		x -= lowbit(x);
	}
	return res;
}
void add(int x, int v)
{
	while (x <= n)
	{
		tree[x] += v;
		x += lowbit(x);
	}
}
int main()
{
	while (~scanf("%d", &n) && n != 0)
	{
		for (int i = 0; i <= n; i++)
			tree[i] = 0;
		for (int i = 1; i <= n; i++)
		{
			scanf("%d", &v[i].data);
			v[i].cnt = i;
		}
		sort(v + 1, v + n + 1, cmp);
		for (int i = 1; i <= n; i++)
			w[v[i].cnt] = i;
		long long ans = 0;
		for (int i = 1; i <= n; i++)
		{
			add(w[i], 1);
			ans += i - query(w[i]);
		}
		printf("%lld\n", ans);
	}
	return 0;
}

洛谷P1972(树状数组+离散化)

题目描述
HH 有一串由各种漂亮的贝壳组成的项链。HH 相信不同的贝壳会带来好运,所以每次散步完后,他都会随意取出一段贝壳,思考它们所表达的含义。HH 不断地收集新的贝壳,因此,他的项链变得越来越长。有一天,他突然提出了一个问题:某一段贝壳中,包含了多少种不同的贝壳?这个问题很难回答……因为项链实在是太长了。于是,他只好求助睿智的你,来解决这个问题。

输入输出格式
输入格式:
第一行:一个整数N,表示项链的长度。

第二行:N 个整数,表示依次表示项链中贝壳的编号(编号为0 到1000000 之间的整数)。

第三行:一个整数M,表示HH 询问的个数。

接下来M 行:每行两个整数,L 和R(1 ≤ L ≤ R ≤ N),表示询问的区间。

输出格式:
M 行,每行一个整数,依次表示询问对应的答案。

输入输出样例
输入样例#1: 复制
6
1 2 3 4 3 5
3
1 2
3 5
2 6
输出样例#1: 复制
2
2
4

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<math.h>
#include<string.h>
#include<queue>
#include<algorithm>
#include<iostream>
#define exp 1e-9
#define PI acos(-1.0)
#define INF 0x3f3f3f3f
#define maxn 1000500
using namespace std;
typedef unsigned long long LL;
int tree[maxn];  //树状数组
int num[maxn];   //原数列
int booll[maxn]; //离散化
int ans[maxn];   //保存结果
int n;
struct zx
{
    int l,r; //左右边界
    int pos; //原位置(因为我们要离线排序后处理)
}a[maxn];

bool cmp(zx x,zx y)
{
    return x.r<y.r;
}

int lowbit(int k)//把k的二进制的高位1全部清空,只留下最低位的1
{
	return k&(-k);
}

void add(int k,int num)//将第K位加num
{
	while(k<=n)
	{
		tree[k]+=num;
		k+=lowbit(k);
	}
}

int summ(int k) //求从1到K的和
{
	int sum=0;
	while(k>0)
	{
		sum+=tree[k];
		k-=lowbit(k);
	 }
	 return sum;
}


int main()
{
    int m;
    scanf("%d",&n);
    for(int i=1;i<=n;i++)
        scanf("%d",&num[i]);
    scanf("%d",&m);
    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
        scanf("%d%d",&a[i].l,&a[i].r);
        a[i].pos=i; //存位置
    }
    sort(a+1,a+1+m,cmp);
    int next=1;
    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
        for(int j=next;j<=a[i].r;j++)
        {
            if(booll[num[j]]!=0)
                add(booll[num[j]],-1);//将上一个和当前珠子编号相同的珠子设为0
            add(j,1);//将当前点的珠子修改成1
            booll[num[j]]=j; //离散化
        }
        next=a[i].r+1;
        ans[a[i].pos]=summ(a[i].r)-summ(a[i].l-1);
    }
    for(int i=1;i<=m;i++)
        printf("%d\n",ans[i]);
    return 0;
}
内容概要:本文系统介绍了算术优化算法(AOA)的基本原理、核心思想及Python实现方法,并通过图像分割的实际案例展示了其应用价值。AOA是一种基于种群的元启发式算法,其核心思想来源于四则运算,利用乘除运算进行全局勘探,加减运算进行局部开发,通过数学优化器加速函数(MOA)和数学优化概率(MOP)动态控制搜索过程,在全局探索与局部开发之间实现平衡。文章详细解析了算法的初始化、勘探与开发阶段的更新策略,并提供了完整的Python代码实现,结合Rastrigin函数进行测试验证。进一步地,以Flask框架搭建前后端分离系统,将AOA应用于图像分割任务,展示了其在实际工程中的可行性与高效性。最后,通过收敛速度、寻优精度等指标评估算法性能,并提出自适应参数调整、模型优化和并行计算等改进策略。; 适合人群:具备一定Python编程基础和优化算法基础知识的高校学生、科研人员及工程技术人员,尤其适合从事人工智能、图像处理、智能优化等领域的从业者;; 使用场景及目标:①理解元启发式算法的设计思想与实现机制;②掌握AOA在函数优化、图像分割等实际问题中的建模与求解方法;③学习如何将优化算法集成到Web系统中实现工程化应用;④为算法性能评估与改进提供实践参考; 阅读建议:建议读者结合代码逐行调试,深入理解算法流程中MOA与MOP的作用机制,尝试在不同测试函数上运行算法以观察性能差异,并可进一步扩展图像分割模块,引入更复杂的预处理或后处理技术以提升分割效果。
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