演算法學習 FHQ Treap (無旋Treap)

2021-08-28 13:28:10 字數 3747 閱讀 4329

fhq treap和普通的treap都是乙個二叉搜尋堆,其同時滿足二叉樹的性質(左子樹的權值小於等於當前節點權值,右子樹權值大於當前節點權值)和堆的性質(對於小根堆,當前節點的優先順序是堆中最小的)。

fhq treap與一般的treap的不同之處主要在於:

不用旋轉,用split和merge來為維護堆的優先順序。

能夠可持久化。

fhq treap的核心操作是split和merge,其他的操作均以這兩個操作為基礎進行。

下面所述操作的資料如下所示:

struct node tree[nmax]

;

val表示節點的權值,用來維護二叉搜尋樹的性質;rnk表示節點的權值,用來維護堆的性質。lc和rc分別表示節點左子樹和右子樹的編號,size表示節點的大小(包括本節點在內)。

split要實現的是將一顆treap分為兩顆treap,其中左treap(以a​a​

a​為根節點)中節點權值均小於等於目標值val,右treap(以b​b​

b​為根節點)中節點權值均大於目標值val。

給定根rtrt

rt,如果tre

e[rt

].va

l≤va

ltree[rt].val \leq val

tree[r

t].v

al≤v

al,那麼說明rtrt

rt及其左子樹均可以劃分給左樹a

aa的左子樹,接下來只需要考慮左樹a

aa的右子樹是什麼。這時問題可以變為:對於給定的根tre

e[rt

].rc

tree[rt].rc

tree[r

t].r

c(因為rtrt

rt的左子樹已經劃分給了a

aa),按照目標權值val

valva

l將其劃分為以tre

e[a]

.r

ctree[a].rc

tree[a

].rc

和右樹b

bb的兩顆treap。問題可以遞迴求解。

考慮另一種情況,如果tre

e[rt

].va

l>va

ltree[rt].val > val

tree[r

t].v

al>va

l,那麼說明rtrt

rt及其右子樹均可以劃分給右樹b

bb的右子樹,按照剛才的套路,只需要考慮右樹b

bb的左子樹是什麼。問題進而變為:對於給定的根tre

e[rt

].lc

tree[rt].lc

tree[r

t].l

c(因為rtrt

rt的右子樹已經劃分給了b

bb),按照目標權值val

valva

l將其劃分為以tre

e[a]

.l

ctree[a].lc

tree[a

].lc

和左樹a

aa的兩顆treap。問題可以遞迴求解。

這樣split是滿足小根堆(大根堆)的性質的。

上述演算法的**如下:

void

split

(int rt,

int& a,

int& b,

int val)

if(tree[rt]

.val <= val)

else

update

(rt)

;}

merge要實現的是,將兩顆treap合併為一顆treap。合併有乙個前提,要保證左樹a

aa上任意節點的全職都要小於右樹b

bb上任意節點權值。這樣才能保證合併有序。這裡維護的是小根堆。

如果當前tre

e[a]

.rnk

ee[b

].rn

ktree[a].rnk < tree[b].rnk

tree[a

].rn

kee[b

].rn

k ,為了同時滿足小根堆和二叉搜尋樹的性質,那麼應該將b

bb合併到a

aa的右子樹上。

反之,應該將a

aa合併到b

bb的左子樹上。遞迴求解即可,

上述演算法的**如下:

void

merge

(int

& rt,

int a,

int b)

if(tree[a]

.rnk < tree[b]

.rnk)

else

update

(rt)

;}

//

// created by pengwill on 2018/9/28.

//#include

using

namespace std;

const

int nmax =

1e6+7;

const

int inf =

0x3f3f3f3f

;struct node tree[nmax]

;int tot, seed =

233, root =0;

inline

intrrand()

inline

void

update

(int rt)

intadd_node

(int val)

void

split

(int rt,

int& a,

int& b,

int val)

if(tree[rt]

.val <= val)

else

update

(rt);}

void

merge

(int

& rt,

int a,

int b)

if(tree[a]

.rnk < tree[b]

.rnk)

else

update

(rt);}

void

insert

(int

& rt,

int val)

void

delete_node

(int

& rt,

int val)

intget_kth

(int rt,

int k)

}return tree[rt]

.val;

}int

get_rank

(int

& rt,

int val)

intget_pre

(int

& rt,

int val)

intget_scc

(int

& rt,

int val)

int n;

intmain()

else

if(op ==2)

else

if(op ==3)

else

if(op ==4)

else

if(op ==5)

else

}return0;

}

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