洛谷P3373 【模板】线段树 2

本文介绍了一种针对数列的高效操作算法,支持区间乘法、加法及和的计算,通过递归结构和更新策略优化了add和mul操作的效率。适用于处理包含多种运算的复杂数列问题。

原题链接

题目描述

如题,已知一个数列,你需要进行下面三种操作:
1.将某区间每一个数乘上 x
2.将某区间每一个数加上 x
3.求出某区间每一个数的和

分析:显然这题比p3372更复杂一点(主要体现在既有加又有乘的操作)
那么对于我们的add,mul的tag就有一个先后顺序
即每次更新mul的时候我们都要把之前的add乘上这个
但是更新add的时候不考虑mul

#include <bits/stdc++.h>
#define MAXN 100010
#define ll long long
using namespace std;
int n, m, mod;
int a[MAXN];

struct node
{
        ll sum, add, mul;
        int l, r;
} s[MAXN * 4];

void update(int pos)
{
        s[pos].sum = (s[pos << 1].sum + s[pos << 1 | 1].sum) % mod;
        return;
}

void pushdown(int pos)
{
        s[pos << 1].sum = (s[pos << 1].sum * s[pos].mul + s[pos].add * (s[pos << 1].r - s[pos << 1].l + 1)) % mod;
        s[pos << 1 | 1].sum = (s[pos << 1 | 1].sum * s[pos].mul + s[pos].add * (s[pos << 1 | 1].r - s[pos << 1 | 1].l + 1)) % mod;
        s[pos << 1].mul = (s[pos << 1].mul * s[pos].mul) % mod;
        s[pos << 1 | 1].mul = (s[pos << 1 | 1].mul * s[pos].mul) % mod;
        s[pos << 1].add = (s[pos << 1].add * s[pos].mul + s[pos].add) % mod;
        s[pos << 1 | 1].add = (s[pos << 1 | 1].add * s[pos].mul + s[pos].add) % mod;
        s[pos].add = 0;
        s[pos].mul = 1;
        return;
}

void build(int pos, int l, int r)
{
        s[pos].l = l;
        s[pos].r = r;
        s[pos].mul = 1;
        if (l == r)
        {
                s[pos].sum = a[l] % mod;
                return;
        }
        int mid = (l + r) >> 1;
        build(pos << 1, l, mid);
        build(pos << 1 | 1, mid + 1, r);
        update(pos);
        return;
}

void mul(int pos, int x, int y, int k)
{
        if (x <= s[pos].l && s[pos].r <= y)
        {
                s[pos].add = (s[pos].add * k) % mod;
                s[pos].mul = (s[pos].mul * k) % mod;
                s[pos].sum = (s[pos].sum * k) % mod;
                return;
        }

        pushdown(pos);
        int mid = (s[pos].l + s[pos].r) >> 1;
        if (x <= mid)
                mul(pos << 1, x, y, k);
        if (y > mid)
                mul(pos << 1 | 1, x, y, k);
        update(pos);
        return;
}

void add(int pos, int x, int y, int k)
{
        if (x <= s[pos].l && s[pos].r <= y)
        {
                s[pos].add = (s[pos].add + k) % mod;
                s[pos].sum = (s[pos].sum + k * (s[pos].r - s[pos].l + 1)) % mod;
                return;
        }
        pushdown(pos);
        int mid = (s[pos].l + s[pos].r) >> 1;
        if (x <= mid)
                add(pos << 1, x, y, k);
        if (y > mid)
                add(pos << 1 | 1, x, y, k);
        update(pos);
        return;
}

ll ask(int pos, int x, int y)
{
        if (x <= s[pos].l && s[pos].r <= y)
        {
                return s[pos].sum;
        }

        pushdown(pos);
        ll val = 0;
        int mid = (s[pos].l + s[pos].r) >> 1;
        if (x <= mid)
                val = (val + ask(pos << 1, x, y)) % mod;
        if (y > mid)
                val = (val + ask(pos << 1 | 1, x, y)) % mod;
        return val;
}

int main()
{
        scanf("%d%d%d", &n, &m, &mod);

        for (int i = 1; i <= n; i++)
        {
                scanf("%d", &a[i]);
        }

        build(1, 1, n);

        for (int i = 1; i <= m; i++)
        {
                int opt, x, y;
                scanf("%d%d%d", &opt, &x, &y);
                if (opt == 1)
                {
                        int k;
                        scanf("%d", &k);
                        mul(1, x, y, k);
                }
                if (opt == 2)
                {
                        int k;
                        scanf("%d", &k);
                        add(1, x, y, k);
                }
                if (opt == 3)
                {
                        printf("%lld\n", ask(1, x, y));
                }
        }

        return 0;
}
### Python 实现的线段树模板代码 对于平台上的题目 `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 == 'Q': result = seg_tree.query(x-1, y-1) results.append(result) elif cmd == 'U': 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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