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树状数组的简单运用
树状数组是一个比较优秀的数据结构,可以在O(log n)的情况下完成一些对数列的维护~~
而且代码简单易懂,所以树状数组在OI竞赛中对于解决区间问题是十分常用的数据结构
接下来是一些例题:
A.校门外的树
题目描述
某校大门外长度为L的马路上有一排树,每两棵相邻的树之间的间隔都是1米。我们可以把马路看成一个数轴,马路的一端在数轴0的位置,另一端在L的位置;数轴上的每个整数点,即0,1,2,……,L,都种有一棵树。
由于马路上有一些区域要用来建地铁。这些区域用它们在数轴上的起始点和终止点表示。已知任一区域的起始点和终止点的坐标都是整数,区域之间可能有重合的部分。现在要把这些区域中的树(包括区域端点处的两棵树)移走。你的任务是计算将这些树都移走后,马路上还有多少棵树。
输入输出格式
输入格式:
输入文件tree.in的第一行有两个整数L(1 <= L <= 10000)和 M(1 <= M <= 100),L代表马路的长度,M代表区域的数目,L和M之间用一个空格隔开。接下来的M行每行包含两个不同的整数,用一个空格隔开,表示一个区域的起始点和终止点的坐标。
输出格式:
输出文件tree.out包括一行,这一行只包含一个整数,表示马路上剩余的树的数目。
输入输出样例
500 3
150 300
100 200
470 471
298
说明
NOIP2005普及组第二题
对于20%的数据,区域之间没有重合的部分;
对于其它的数据,区域之间有重合的情况。
【解释】
一个经典的模拟+暴力问题,暴力算法就不再多说,讲一下线段树的解决方法:
这题需要差分解决:
那么先来看一下差分是什么东西吧!
先要了解差分就要先了解前缀和:
比如说{1,1,2,3,2} 前缀和是{1,2,4,7,9}
差分就是前缀和的逆
我们可以先对于初始数列进行差分(不用编写程序因为每处都是1,差分数列是000000000,能理解吧?)
比如说{1,1,2,3,2} 差分数列是{1,0,1,1,-1}
那么差分序列的区间加的时间复杂度为O(1)
注意到a[5]={1,1,2,3,2},差分数列b是{1,0,1,1,-1}
假设我们要把2~4之间都+2
差分数列为:{2,0,1,1,-3}注意到差分序列b中只改变了a[1]a[5],算法复杂度为O(1)
重点在这里:对于闭区间[x,y]都加opx,我们只要O(1)将[x,y]在a序列中的关于序列a的差分序列b的 b[x-1]+opx b[y+1]-opx就可以了
现在要开始讲题目:假设我们树状数组维护的是一个差分序列c[x]
对于给出的[x,y]我们O(1)维护c[x-1]+opx;c[y+1]-opx
最后遍历1~n+1整个范围看一下差分序列c前缀和bi是否为0,是则这里有树否则这里没有树,就可以简单累加了;
重点在这里:差分的前缀和就是原数列;前缀和的差分就是原数列。
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.
树状数组的简单运用