#线段树#洛谷 SP1716 CH 4301 Can you answer on these queries III

本文介绍了一种使用线段树解决单点修改与区间查询最大连续子段和问题的方法。通过维护每个节点的总和、左侧最大值、右侧最大值和最优解,实现了高效查询与更新。

题目

单点修改+区间查找最大连续子段和


分析

这道题可以用线段树解决,
维护四个数,总和,左边的最大值,右边的最大值及答案

    tree[k].sum=tree[k<<1].sum+tree[k<<1|1].sum;//显而易见,左边+右边
	tree[k].lmax=max(tree[k<<1].lmax,tree[k<<1].sum+tree[k<<1|1].lmax);//最大值=max(左边的最大值,左边的总和+右边的最大值)
	tree[k].rmax=max(tree[k<<1|1].rmax,tree[k<<1|1].sum+tree[k<<1].rmax);//the same
	tree[k].w=max(max(tree[k<<1].w,tree[k<<1|1].w),tree[k<<1].rmax+tree[k<<1|1].lmax);//那么答案可以是左边,右边的答案,也可以是中间的部分

代码

#include <cstdio>
struct node{int sum,lmax,rmax,w;}tree[2000001];
int n,m,a[500001];
int in(){
    int f=1,ans=0; char c=getchar();
    while ((c<48||c>57)&&c!='-') c=getchar();
    if (c=='-') f=-f,c=getchar();
    while (c>47&&c<58) ans=ans*10+c-48,c=getchar();
    return ans*f;
}
int max(int a,int b){return (a>b)?a:b;}
void calc(int k){
	tree[k].sum=tree[k<<1].sum+tree[k<<1|1].sum;
	tree[k].lmax=max(tree[k<<1].lmax,tree[k<<1].sum+tree[k<<1|1].lmax);
	tree[k].rmax=max(tree[k<<1|1].rmax,tree[k<<1|1].sum+tree[k<<1].rmax);
	tree[k].w=max(max(tree[k<<1].w,tree[k<<1|1].w),tree[k<<1].rmax+tree[k<<1|1].lmax);
}
void build(int k,int l,int r){
	if (l==r) {tree[k]=(node){a[l],a[l],a[l],a[l]}; return;}
	int mid=(l+r)>>1;
	build(k<<1,l,mid);
	build(k<<1|1,mid+1,r);
    calc(k);
}
node ask(int k,int l,int r,int x,int y){
	if (l==x&&r==y) return tree[k];
	int mid=(l+r)>>1;
	if (y<=mid) return ask(k<<1,l,mid,x,y);
	else if (x>mid) return ask(k<<1|1,mid+1,r,x,y);
	else{
		node a=ask(k<<1,l,mid,x,mid);
		node b=ask(k<<1|1,mid+1,r,mid+1,y);
		node c;
		c.sum=a.sum+b.sum;
		c.lmax=max(a.lmax,a.sum+b.lmax);
		c.rmax=max(b.rmax,b.sum+a.rmax);
		c.w=max(max(a.w,b.w),a.rmax+b.lmax);
		return c;//找到答案
	}
}
void change(int k,int l,int r,int x,int y){
	if (l==r) {tree[k]=(node){y,y,y,y}; return;}//单点修改
	int mid=(l+r)>>1;
	if (x<=mid) change(k<<1,l,mid,x,y); else change(k<<1|1,mid+1,r,x,y);
	calc(k);//同时维护父节点 
}
int main(){
	n=in(); m=in();
	for (register int i=1;i<=n;i++) a[i]=in();
	build(1,1,n);
	while (m--){
		int q=in(); int x=in(); int y=in();
		if (q==1){
			if (x>y) x^=y,y^=x,x^=y;//特判
			printf("%d\n",ask(1,1,n,x,y).w);
		}
		else change(1,1,n,x,y);
	}
	return 0;
}
### Python 实现的线段树模板代码 对于洛谷平台上的题目 `P3372 【模板】线段树 1`,可以采用如下所示的 Python 版本的线段树实现方法[^1]。 ```python class SegmentTree: def __init__(self, data): self.n = len(data) self.tree = [0] * (4 * self.n) # 初始化线段树数组大小为原数据长度四倍 self.build(1, 0, self.n - 1, data) def build(self, node, start, end, data): if start == end: self.tree[node] = data[start] else: mid = (start + end) >> 1 self.build(node << 1, start, mid, data) self.build((node << 1) + 1, mid + 1, end, data) self.push_up(node) def update(self, idx, val): self._update(1, 0, self.n - 1, idx, val) def _update(self, node, start, end, idx, val): if start == end: self.tree[node] = val else: mid = (start + end) >> 1 if start <= idx <= mid: self._update(node << 1, start, mid, idx, val) else: self._update((node << 1) + 1, mid + 1, end, idx, val) self.push_up(node) def query(self, L, R): return self._query(1, 0, self.n - 1, L, R) def _query(self, node, start, end, L, R): if R < start or end < L: return 0 # 返回一个不影响最终结果的值 elif L <= start and end <= R: return self.tree[node] mid = (start + end) >> 1 sum_left = self._query(node << 1, start, mid, L, R) sum_right = self._query((node << 1) + 1, mid + 1, end, L, R) return sum_left + sum_right def push_up(self, node): self.tree[node] = self.tree[node << 1] + self.tree[(node << 1) + 1] if __name__ == "__main__": n, m = map(int, input().split()) a = list(map(int, input().split())) seg_tree = SegmentTree(a) results = [] for _ in range(m): cmd, x, y = input().split() x = int(x) y = int(y) if cmd == &#39;Q&#39;: result = seg_tree.query(x-1, y-1) results.append(result) elif cmd == &#39;U&#39;: seg_tree.update(x-1, y) for res in results: print(res) ``` 此代码实现了基本的线段树功能,包括构建、更新以及查询操作。特别地,在初始化阶段创建了一个足够大的列表来存储所有可能被访问到的位置,并在线程中递归地建立子区间的表示形式。
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