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左偏树(可并堆)

时间:2023-03-05 21:22:55浏览次数:41  
标签:CH dist 合并 儿子 节点 左偏

左偏树(可并堆)

左偏树配对堆一样,是一种可并堆,具有堆的性质,并且可以快速合并。一种\(O(\log_2n)\)内合并的数据结构。

左偏树是一棵二叉树,它不仅具有堆的性质,并且是「左偏」的:每个节点左儿子的 \mathrm{dist}\(dist\) 都大于等于右儿子的 \(dist\)\mathrm{dist}

定义

外节点:左儿子或右儿子为空的节点

距离:一个结点 \(x\) 的距离 \(dist_x\) 定义为其子树中与结点 \(x\) 最近的外结点到 \(x\) 的距离。特别地,定义空结点的距离为 \(-1\) 。

性质

左偏:左偏树每个节点的 \(dist\)\mathrm{dist} 都等于其右儿子的 \(dist\)\mathrm{dist} 加一。

:满足小根堆性质。

操作

合并

merge(x,y):合并两棵以 \(x,y\) 为根的左偏树,返回合并之后的根节点。

  1. 若\(val_x<val_y\),以 \(x\) 为合并后的根节点。
  2. 将 \(y\) 与 \(x\) 的其中一个儿子合并,合并后的根节点代替与 \(y\) 合并的儿子的位置,返回 \(x\)。
  3. 重复。若 \(x,y\) 中有一个为空节点,返回 \(x+y\)。

复杂度\(O(h)\)。进行优化:

由于左偏树中左儿子的距离大于右儿子的距离,每次将 \(y\) 与 \(x\) 的右儿子进行合并。

合并完成之后,判断节点 \(x\) 是否有 \(dist_{lc}>dist_{rc}\),若没有则交换左右儿子并维护 \(x\) 的距离 \(dist_{lc}=dist_{rc}+1\)。

插入

新建节点,与左偏树合并

\(Min\)

根节点。

删\(Min\)

删根节点,合并左右儿子。

求给定节点所在左偏树的根节点

记录父亲节点,暴力跳。

使用并查集,并路径压缩。

P3377 【模板】左偏树(可并堆)

\(\Large Code\)

#include<bits/stdc++.h>
#define cs const
#define ri register
using namespace std;typedef int I;const I inf=0x3f3f3f3f;typedef long long LL;I FL,CH;template<typename T>bool in(T&a){for(FL=1;!isdigit(CH)&&CH!=EOF;CH=getchar())if(CH=='-')FL=-1;for(a=0;isdigit(CH);CH=getchar())a=a*10+CH-'0';return a*=FL,CH==EOF?0:1;}template<typename T,typename...Args>I in(T&a,Args&...args){return in(a)+in(args...);}
cs int N=1e5+7;
int n,m,ls[N],rs[N],dist[N],rt[N];
bool mk[N];
struct node{
	int id,v;
	bool operator<(node x)const{return v==x.v?id<x.id:v<x.v;}
}t[N];
int Find(cs int x){return rt[x]==x?x:rt[x]=Find(rt[x]);}
int Merge(int x,int y)
{
	if((!x)||(!y)) return x+y;
	if(t[y]<t[x]) swap(x,y);
	rs[x]=Merge(rs[x],y);
	if(dist[ls[x]]<dist[rs[x]]) swap(ls[x],rs[x]);
	return dist[x]=dist[rs[x]]+1,x;
}
int main()
{
	dist[0]=-1,in(n,m);
	for(ri int i=1;i<=n;++i) in(t[i].v),rt[i]=t[i].id=i;
	while(m--)
	{
		int op,x,y; in(op,x);
		if(op==1)
		{
			in(y); if(mk[x]||mk[y]) continue;
			x=Find(x),y=Find(y);
			if(x!=y) rt[x]=rt[y]=Merge(x,y); 
		}
		else
		{
			if(mk[x]) {puts("-1"); continue; }
			x=Find(x),printf("%d\n",t[x].v),mk[x]=1;
			rt[x]=rt[ls[x]]=rt[rs[x]]=Merge(ls[x],rs[x]);
			ls[x]=rs[x]=dist[x]=0;
		} 
	}
	return 0;
}

参考\(blog\)

OI-wiki

标签:CH,dist,合并,儿子,节点,左偏
From: https://www.cnblogs.com/Bertidurlah/p/17181697.html

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