樹狀數組的簡單運用
樹狀數組是一個比較優秀的數據結構,可以在O(log n)的情況下完成一些對數列的維護~~
而且代碼簡單易懂,所以樹狀數組在OI競賽中對於解決區間問題是十分常用的數據結構
接下來是一些例題:
A.校門外的樹
題目描述
某校大門外長度為L的馬路上有一排樹,每兩棵相鄰的樹之間的間隔都是1米。我們可以把馬路看成一個數軸,馬路的一端在數軸0的位置,另一端在L的位置;數軸上的每個整數點,即0,1,2,……,L,都種有一棵樹。
由於馬路上有一些區域要用來建地鐵。這些區域用它們在數軸上的起始點和終止點表示。已知任一區域的起始點和終止點的坐標都是整數,區域之間可能有重合的部分。現在要把這些區域中的樹(包括區域端點處的兩棵樹)移走。你的任務是計算將這些樹都移走後,馬路上還有多少棵樹。
輸入輸出格式
輸入格式:
輸入文件tree.in的第一行有兩個整數L(1 <= L <= 10000)和 M(1 <= M <= 100),L代表馬路的長度,M代表區域的數目,L和M之間用一個空格隔開。接下來的M行每行包含兩個不同的整數,用一個空格隔開,表示一個區域的起始點和終止點的坐標。
輸出格式:
輸出文件tree.out包括一行,這一行只包含一個整數,表示馬路上剩余的樹的數目。
輸入輸出樣例
輸入樣例#1:500 3
150 300
100 200
470 471
輸出樣例#1:298
說明
NOIP2005普及組第二題
對於20%的數據,區域之間沒有重合的部分;
對於其它的數據,區域之間有重合的情況。
【解釋】
一個經典的模擬+暴力問題,暴力算法就不再多說,講一下線段樹的解決方法:
這題需要差分解決:
那麽先來看一下差分是什麽東西吧!
先要了解差分就要先了解前綴和:
比如說{1,1,2,3,2} 前綴和是{1,2,4,7,9}
差分就是前綴和的逆
我們可以先對於初始數列進行差分(不用編寫程序因為每處都是1,差分數列是000000000,能理解吧?)
比如說{1,1,2,3,2} 差分數列是{1,0,1,1,-1}
那麽差分序列的區間加的時間復雜度為O(1)
註意到a[5]={1,1,2,3,2},差分數列b是{1,0,1,1,-1}
假設我們要把2~4之間都+2
差分數列為:{2,0,1,1,-3}註意到差分序列b中只改變了a[1]a[5],算法復雜度為O(1)
重點在這裏:對於閉區間[x,y]都加opx,我們只要O(1)將[x,y]在a序列中的關於序列a的差分序列b的 b[x-1]+opx b[y+1]-opx就可以了
現在要開始講題目:假設我們樹狀數組維護的是一個差分序列c[x]
對於給出的[x,y]我們O(1)維護c[x-1]+opx;c[y+1]-opx
最後遍歷1~n+1整個範圍看一下差分序列c前綴和bi是否為0,是則這裏有樹否則這裏沒有樹,就可以簡單累加了;
重點在這裏:差分的前綴和就是原數列;前綴和的差分就是原數列。
var n,m,i,l,r,ans:longint; c:array[1..100000]of longint; procedure update(x,opx:longint); begin while x<=n do begin c[x]:=c[x]+opx; x:=x+(x and (-x)) ; end; end; function query(x:longint):longint; var sum:longint; begin sum:=0; while x>0 do begin sum:=sum+c[x]; x:=x-(x and (-x)) ; end; exit(sum); end; begin readln(n,m); for i:=1 to m do begin readln(l,r); update(l+1,1); update(r+2,-1); end; ans:=0; for i:=1 to n+1 do if query(i)=0 then inc(ans); writeln(ans); end.
樹狀數組的簡單運用