1. 程式人生 > >樹狀數組的簡單運用

樹狀數組的簡單運用

結構 span while proc 時間 表示 fun 數據結構 adl

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:

技術分享

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

技術分享

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