ACwing线段树学习笔记

这篇博客深入探讨了线段树这一数据结构,详细介绍了其用于树状数组功能、最大值查询以及染色求面积等应用场景。线段树基于完全二叉树的原理,每个节点包含区间[L, R]和区间和Sum。主要操作包括单点修改和区间查询,通过pushup和build等核心函数实现高效更新和查询,时间复杂度为O(logn)。

线段树

功能:树状数组的功能;求最大值;染色求面积等


原理: 完全二叉树
线段树中每个节点都是一个至少包含以下属性的结构
int L, R;
int Sum;

线段树示意图

线段树的操作

操作1 单点修改:递归+回溯
操作2 区间查询:递归+回溯 时间复杂度O(logn)

核心函数

1.pushup:用子节点信息更新当前节点信息
2.build:在一段区间上初始化线段树
3.modify:修改操作
4.query:操作
以下是acwing模板线段树的示例代码: ```cpp const int N = 100010; int n, m; int a[N]; struct Node { int l, r; int v, lazy; } tree[N * 4]; void pushup(int x) { tree[x].v = tree[x * 2].v + tree[x * 2 + 1].v; } void pushdown(int x) { if (tree[x].lazy) { int l = tree[x].l, r = tree[x].r; int mid = (l + r) >> 1; tree[x * 2].v += tree[x].lazy * (mid - l + 1); tree[x * 2 + 1].v += tree[x].lazy * (r - mid); tree[x * 2].lazy += tree[x].lazy; tree[x * 2 + 1].lazy += tree[x].lazy; tree[x].lazy = 0; } } void build(int x, int l, int r) { tree[x].l = l, tree[x].r = r; if (l == r) { tree[x].v = a[l]; return; } int mid = (l + r) >> 1; build(x * 2 l, mid); build(x * 2 + 1, mid +1, r); pushup(x); } void modify(int x, int l, int r, int val) { if (tree[x].l >= l && tree[x].r <= r) { tree[x].v += val * (tree[x].r - tree[x].l + 1); tree[x].lazy += val; return; } pushdown(x); int mid = (tree[x].l + tree[x].r) >> 1; if (l <= mid) modify(x * 2, l, r, val); if (r > mid) modify(x * 2 + 1, l, r, val); pushup(x); } int query(int x, int l, int r) { if (tree[x].l >= l && tree[x].r <= r) { return tree[x].v; } pushdown(x); int mid = (tree[x].l + tree[x].r) >> 1; int sum = 0; if (l <= mid) sum += query(x * 2, l, r); if (r > mid) sum += query(x * 2 + 1, l, r); return sum; } int main() { cin >> n >> m; for (int i = 1; i <= n; i++) { cin >> a[i]; } build(1, 1, n); while (m--) { int op, l, r, val; cin >> op; if (op == 1) { cin >> l >> r >> val; modify(1, l, r, val); } else if (op == 2) { cin >> l >> r; cout << query(1, l, r) << endl; } } return 0; } ```
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