線段樹介紹(segment tree)

2022-08-21 20:24:14 字數 1027 閱讀 9331

給定乙個區間\([1, n]\),希望你實現一種資料結構,支援以下操作:

1.修改\(i\)號節點的值。

2.詢問區間\([i, j]\)中所有節點的和。

這不是樹狀陣列板子

3.修改區間\([i,j]\)中所有節點的值

4.詢問\(i\)號節點的值

這不還是樹狀陣列板子

如果我要求乙個資料結構,同時滿足這四個要求。那樹狀陣列就不行了。

樹狀陣列其實也行

這時候就要引入乙個比樹狀陣列更高階的資料結構——線段樹

線段樹,顧名思義,就是一棵樹一顆乙個節點,儲存乙個區間的資訊的樹。如圖,就是乙個儲存\([1,10]\)的線段樹。

我們記\(l,r\)為節點\(k\)所儲存的區間的左右端點。顯然,當\(l == r\)時節點\(k\)為葉子結點。根節點儲存\([1,n]\)其餘節點儲存區間\([l,r]\)。對於任意乙個非葉子結點,他又兩個兒子為\(k << 1,k << 1 | 1\),分別儲存區間\([l,(l + r) >> 1]\)和\([(l + r) >> 1 + 1,r]\)。

首先,我們引入兩個函式:

\[ls(k)=k<<1

\]\[rs(k)=k<<1|1

\]我們用\(sum[k]\)表示\(k\)節點對應區間的區間和。易知\(sum[k] = sum[ls(k)] + sum[rs(k)]\)

這裡我們舉兩個例子

這樣,我們就可以把乙個區間長度為\(l\)的區間劃分成不超過\(2\log l\)個小區間,然後對這個小區間進行操作。因此每次操作的時間複雜度為\(o(\log n)\)對於\(n\)次操作時間複雜度為\(o(n \log n)\)。

預知後事如何,且聽下回分解

C 簡單介紹線段樹

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