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线段树模板

时间:2023-03-19 13:44:41浏览次数:39  
标签:return int 线段 tree mid read ll 模板

扫描线

#include<bits/stdc++.h>
#define int long long
using namespace std;
const int N=4e5+10;
int read(){
	int x=0,f=1;char c=getchar();
	while(c>'9' || c<'0'){if(c=='-')f=-1;c=getchar();}
	while(c>='0' && c<='9'){x=(x<<1)+(x<<3)+(c^48);c=getchar();}
	return x*f;
}
struct LINE{
	int l,r,y,va;
	bool operator<(const LINE &t1)const{
		return y<t1.y;
	}
}line[N];
struct TREE{
	int l,r,va,lazy;
}e[N<<2];
int tot,n,X[N],ans;
int x,y,xx,yy;
void pushup(int u){
	if(e[u].lazy)e[u].va=X[e[u].r+1]-X[e[u].l];
	else e[u].va=e[u<<1].va+e[u<<1|1].va;
	return;
}
void build(int u,int l,int r){
	e[u].l=l,e[u].r=r;if(l==r)return;
	int mid=l+r>>1;build(u<<1,l,mid);build(u<<1|1,mid+1,r);
	return;
}
void update(int u,int L,int R,int add){
	if(L>X[e[u].r+1] || R<=X[e[u].l])return;
	if(L<=X[e[u].l] && X[e[u].r+1]<=R){
		e[u].lazy+=add;
		pushup(u);
		return;
	}
	update(u<<1,L,R,add);
	update(u<<1|1,L,R,add);
	pushup(u);
	return;
}
signed main(){
	n=read();
	for(int i=1;i<=n;i++){
		x=read(),y=read();xx=read(),yy=read();
		X[2*i-1]=x,X[2*i]=xx;
		line[2*i-1]=(LINE){x,xx,y,1},line[2*i]=(LINE){x,xx,yy,-1};
	}
	n<<=1;sort(line+1,line+n+1);sort(X+1,X+n+1);
	tot=unique(X+1,X+n+1)-X-1;
	build(1,1,tot-1);
	for(int i=1;i<n;i++){
		update(1,line[i].l,line[i].r,line[i].va);
		ans+=(line[i+1].y-line[i].y)*e[1].va;
	}
	printf("%lld\n",ans);
	return 0;
}

线段树

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=201000;
int read(){
    int x=0,f=1;char c=getchar();
    while(c>'9' || c<'0'){
        if(c=='-')f=-1;
        c=getchar();
    }
    while(c>='0' && c<='9'){
        x=(x<<1)+(x<<3)+(c^48);
        c=getchar();
    }
    return x*f;
}
struct node{
    int l,r,va,lazy;
}e[N<<2];
int a[N],Q,n,opt,L,R,V;
void pushup(int p){
    e[p].va=max(e[p<<1].va,e[p<<1|1].va);
    return;
}
void pushdown(int p){
    e[p<<1].lazy+=e[p].lazy;
    e[p<<1|1].lazy+=e[p].lazy;
    e[p<<1].va+=e[p].lazy;
    e[p<<1|1].va+=e[p].lazy;
    e[p].lazy=0;
    return;
}
void build(int p,int l,int r){
    e[p].l=l,e[p].r=r;
    if(l==r){
        e[p].va=a[l];return;
    }
    int m=l+r>>1;
    build(p<<1,l,m);
    build(p<<1|1,m+1,r);
    pushup(p);
    return;
}
void update(int p,int l,int r,int v){
    if(l<=e[p].l && r>=e[p].r){
        e[p].va+=v;
        e[p].lazy+=v;
        return;
    }
    pushdown(p);
    int mid=e[p].l+e[p].r>>1;
    if(l<=mid)updata(p<<1,l,r,v);
    if(r>mid)updata(p<<1|1,l,r,v);
    pushup(p);
    return;
}
int query(int p,int l,int r){
    if(l<=e[p].l && r>=e[p].r){
        return e[p].va;
    }
    int mid=e[p].l+e[p].r>>1; 
    pushdown(p);
    int ans=0;
    if(l<=mid)ans=qurey(p<<1,l,r);
    if(r>mid)ans=max(ans,qurey(p<<1|1,l,r));
    return ans;
}
int main()
{
    n=read();Q=read();
    for(int i=1;i<=n;i++)a[i]=read();
    build(1,1,n);
    while(Q--){
        opt=read();
        if(opt==1){
            L=read(),R=read(),V=read();
            update(1,L,R,V);
        }
        else{
            L=read(),R=read();
            printf("%d\n",query(1,L,R));
        }
    }
    return 0;
}

值域+动态开点(时间复杂度没有离散化好)

TIP:如果是区间修改,pushdown时也要新开点(query时要推lazy)

#include<bits/stdc++.h>
#define ll long long
using namespace std;
const ll N=1000100;
ll read()
{
    ll x=0,f=1;char c=getchar();
    while(c>'9' || c<'0'){
        if(c=='-')f=-1;
        c=getchar();
    }
    while(c>='0' && c<='9'){
        x=(x<<1)+(x<<3)+(c^48);
        c=getchar();
    }
    return x*f;
}
struct node{
    ll l,r,va;
}e[N<<2];
ll n,tot,ans,cnt,root,L[N],R[N];
ll a[N];
void pushup(ll u){
    e[u].va=e[L[u]].va+e[R[u]].va;
    return;
}
void updata(ll &u,ll l,ll r,ll key){
	if(!u){
		u=++cnt;
		e[u].l=l,e[u].r=r;
		e[u].va=0;	
	}
    if(l==r && l==key){
        e[u].va++;
        return;
    }
    ll mid=l+r>>1;
    if(key<=mid)updata(L[u],l,mid,key);
    if(key>mid)updata(R[u],mid+1,r,key);
    pushup(u);
    return;
}
ll qurey(ll u,ll l,ll r){
	if(!u)return 0;
    if(l<=e[u].l && e[u].r<=r)return e[u].va;
    ll mid=e[u].l+e[u].r>>1;
    ll res=0;
    if(l<=mid)res+=qurey(L[u],l,r);
    if(r>mid)res+=qurey(R[u],l,r);
    return res;
}
int main()
{
    n=read();
    for(ll i=1;i<=n;i++)a[i]=read(),tot=max(tot,a[i]);
    for(ll i=1;i<=n;i++){
        updata(root,1,tot,a[i]);
        ans+=qurey(root,a[i]+1,tot);
    }
    printf("%lld",ans);
    return 0;
}

值域+离散化

#include<bits/stdc++.h>
#define ll long long
using namespace std;
const ll N=100100;
struct none{
    ll l,r,va;
}e[N<<2];
ll read()
{
    ll x=0,f=1;char c=getchar();
    while(c>'9' || c<'0'){
        if(c=='-')f=-1;
        c=getchar();
    }
    while(c>='0' && c<='9'){
        x=(x<<1)+(x<<3)+(c^48);
        c=getchar();
    }
    return x*f;
}
ll n,tot,ans;
struct node{
    ll wz,va;
}a[N],b[N];
bool cmp(node x,node y){
    return x.va<y.va;
}
bool cmp2(node x,node y){
    return x.wz<y.wz;
}
void pushup(ll u){
    e[u].va=e[u<<1].va+e[u<<1|1].va;
    return;
}
void build(ll u,ll l,ll r){
    e[u].l=l,e[u].r=r;
    if(l==r)return;
    ll mid=e[u].l+e[u].r>>1;
    build(u<<1,l,mid);
    build(u<<1|1,mid+1,r);
    return; 
} 
void updata(ll u,ll l,ll r){
    if(e[u].l==e[u].r){
        e[u].va++;
        return;
    }
    ll m=e[u].l+e[u].r>>1;
    if(l<=m)updata(u<<1,l,r);
    if(r>m)updata(u<<1|1,l,r);
    pushup(u);
    return;
}
ll qurey(ll u,ll l,ll r){
    if(l<=e[u].l && e[u].r<=r)return e[u].va;
    ll m=e[u].l+e[u].r>>1;
    ll res=0;
    if(l<=m)res+=qurey(u<<1,l,r);
    if(r>m)res+=qurey(u<<1|1,l,r);
    return res;
}
int main()
{
    a[0].va=1000000000+1; 
    n=read();
    for(ll i=1;i<=n;i++)a[i].va=read(),a[i].wz=i;
    sort(a+1,a+n+1,cmp);
    for(ll i=1;i<=n;i++){
        if(a[i].va!=a[i-1].va)tot++;
        b[i].va=tot;
        b[i].wz=a[i].wz;
    }
    sort(b+1,b+n+1,cmp2);
    build(1,1,tot); 
    for(ll i=1;i<=n;i++){
        updata(1,b[i].va,b[i].va);
        ans+=qurey(1,b[i].va+1,tot);
    }
    printf("%lld",ans);
    return 0;
}

线段树合并

int Merge(int a,int b){
    if(!a) return b;
    if(!b) return a;
    if(e[a].l==e[a].r){
        e[a].va+=e[b].va;
        return a;
    }
    int mid=(e[a].l+e[a].r)>>1;
    e[a].ls=Merge(e[a].ls,e[b].ls);
    e[a].rs=Merge(e[a].rs,e[b].rs);
    pushup(a);
    return a;
}

merge时要注意必须已经有a存在。 必要时写一个newnode函数 1 将树上每个点开一可棵权值线段树。 然后两点之间比较谁放前面 再向上合并 比较时只用比较alson乘brson与arson与blson

线段树分裂

int split(int &k,int x,int y){
	int n=++cnt;
	if(x<=l && y>=r){
		e[n]=e[k];
		k=0;
		return n;
	}
	int mid=(e[k].l+e[k].r)>>1;
	if(x<=m)e[n].l=split(e[k].l,x,y);
	if(y>m)e[n].r=split(e[k].r,x,y);
	pushup(k);
	pushup(n); 
	return n;
} 

空间2 * max(最大询问数字) * log2(线段树最大大小)

树剖

void dfs1(int u,int fat,int _h){
	h[u]=_h;
	size[u]=1;
	fa[u]=fat;
	for(int i=head[u];i;i=last[i]){
		if(to[i]==fat)continue;
		dfs1(to[i],u,_h+1);
		size[u]+=size[to[i]];
		if(size[to[i]]>size[maxson[u]])maxson[u]=to[i];
	}
	return;
}
void dfs2(int u,int _top){
	top[u]=_top;
	dfs[u]=++cnt;
	RX[cnt]=u;
	if(maxson[u])dfs2(maxson[u],_top);
	for(int i=head[u];i;i=last[i]){
		if(to[i]==fa[u] || to[i]==maxson[u])continue;
		dfs2(to[i],to[i]);
	}
	return;
}
node Q(int x,int y){
	node t1;t1.sum=0,t1.maxn=INT_MIN;
	while(top[x]!=top[y]){
		if(h[top[x]]<h[top[y]])swap(x,y) ;
		t1.maxn=max(t1.maxn,query(1,dfs[top[x]],dfs[x]).maxn);
        t1.sum+=query(1,dfs[top[x]],dfs[x]).sum;
        x=fa[top[x]];
	}
    if(h[x]>h[y])swap(x,y);
    t1.maxn=max(t1.maxn,query(1,dfs[x],dfs[y]).maxn);
    t1.sum+=query(1,dfs[x],dfs[y]).sum;
    return t1;
}

主席树(空间一般<<5)

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=2e5+10;
struct node{
	int l,r,sum;
}tree[N<<5];
struct none{
	int a,b;
}e[N];
bool cmp(none t1,none t2){
	return t1.a<t2.a;
}
bool cmp2(none t1,none t2){
	return t1.b<t2.b;
}
int n,m,tot,root[N],cnt,add[N];
int read(){
	int x=0,f=1;char c=getchar();
	while(c>'9' || c<'0'){
		if(c=='-')f=-1;
		c=getchar(); 
	} 
	while(c>='0' && c<='9'){
		x=(x<<1)+(x<<3)+(c^48);
		c=getchar();
	}
	return x*f;
}
int updata(int pre,int l,int r,int x){
	int rt=++cnt;
	tree[rt].sum=tree[pre].sum+1;
	tree[rt].l=tree[pre].l;
	tree[rt].r=tree[pre].r;
	int mid=(l+r)>>1;
	if(l<r){
		if(x<=mid)tree[rt].l=updata(tree[pre].l,l,mid,x);
		else tree[rt].r=updata(tree[pre].r,mid+1,r,x);
	}
	return rt;
}
int query(int u,int v,int l,int r,int k){
	if(l==r)return l;
	int mid=(l+r)>>1;
	int del=tree[tree[v].l].sum-tree[tree[u].l].sum;
	if(del>=k)
		return query(tree[u].l,tree[v].l,l,mid,k);
	else return query(tree[u].r,tree[v].r,mid+1,r,k-del);
}
int main(){
	n=read(),m=read();
	for(int i=1;i<=n;i++)
		e[i].a=read(),e[i].b=i;
	sort(e+1,e+n+1,cmp);
	int rcd=0;
	for(int i=1;i<=n;i++){
		if(i==1 || e[i].a!=rcd)tot++;
		rcd=e[i].a;
		add[tot]=e[i].a;
		e[i].a=tot;
	}
	sort(e+1,e+n+1,cmp2);
	for(int i=1;i<=n;i++){
		root[i]=updata(root[i-1],1,tot,e[i].a);
	}
	for(int i=1;i<=m;i++){
		int l=read(),r=read(),k=read();
		int ans=query(root[l-1],root[r],1,tot,k);
		printf("%d\n",add[ans]);
	}
	return 0;
}

带修主席树(树状数组+主席树)

主席树:第i棵线段树是第i-1棵线段树加上一个新节点形成的
相当于是一种前缀和所以查询O(1)修改O(n)
带修主席树:利用树状数组的特性来建树,如第4棵树是第2棵树+第3棵树...
查询O(log n)修改O(log n)

总复杂度:O(\(n log ^2n\))

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=1e5+514;
int read(){
	int x=0,f=1;char c=getchar();
	while(c>'9' || c<'0'){
		if(c=='-')f=-1;
		c=getchar(); 
	} 
	while(c>='0' && c<='9'){
		x=(x<<1)+(x<<3)+(c^48);
		c=getchar();
	}
	return x*f;
}
int cnt,n,m,tot,len,Real[N*2],root[N],rcd_u[N],rcd_v[N],len_u,len_v;
struct st_lsh{
	int num,x,flag;
}a[N*2];
struct st_ask{
	int opt,l,r,k;
}q[N];
struct st_tree{
	int lson,rson,sum;
}e[N*400];
bool cmp1(st_lsh t1,st_lsh t2){
	return t1.num<t2.num;
}
bool cmp2(st_lsh t1,st_lsh t2){
	if(t1.flag!=t2.flag)return t1.flag<t2.flag;
	return t1.x<t2.x;
}
int lowbit(int u){
	return u&(-u);
}
void lsh(){
	int last=-1;
	sort(a+1,a+len+1,cmp1);
	for(int i=1;i<=len;i++){
		if(a[i].num!=last)tot++;
		last=a[i].num;
		Real[tot]=a[i].num;
		a[i].num=tot;
	}
	sort(a+1,a+len+1,cmp2);
	for(int i=n+1;i<=len;i++)
		q[a[i].x].r=a[i].num;
	return;
}
void pushup(int u){
	e[u].sum=e[e[u].lson].sum+e[e[u].rson].sum;
	return;
} 
void update(int &u,int l,int r,int val,int add){
	if(!u)u=++cnt;
	if(l==r){
		e[u].sum+=add;
		return;
	}
	int mid=(l+r)>>1;
	if(val<=mid)update(e[u].lson,l,mid,val,add);
	else update(e[u].rson,mid+1,r,val,add);
	pushup(u);
	return;
}
void prepare_update(int now,int val,int add){
	for(int i=now;i<=n;i+=lowbit(i))
		update(root[i],1,tot,val,add);
	return;
}
int query(int l,int r,int k){
//	cout<<l<<" "<<r<<" "<<k<<" "; 
	if(l==r)return l;
	int mid=(l+r)>>1;
	//cout<<mid<<endl; 
	int del=0;
	for(int i=1;i<=len_u;i++)del+=e[e[rcd_u[i]].lson].sum;
	for(int i=1;i<=len_v;i++)del-=e[e[rcd_v[i]].lson].sum;
	if(del>=k){
		for(int i=1;i<=len_u;i++)rcd_u[i]=e[rcd_u[i]].lson;
		for(int i=1;i<=len_v;i++)rcd_v[i]=e[rcd_v[i]].lson;
		return query(l,mid,k);
	}
	else{
		for(int i=1;i<=len_u;i++)rcd_u[i]=e[rcd_u[i]].rson;
		for(int i=1;i<=len_v;i++)rcd_v[i]=e[rcd_v[i]].rson;
		return query(mid+1,r,k-del);
	}
} 
int prepare_query(int v,int u,int k){
	len_u=len_v=0;
	for(int i=u;i;i-=lowbit(i))rcd_u[++len_u]=root[i];
	for(int i=v;i;i-=lowbit(i))rcd_v[++len_v]=root[i];
	return query(1,tot,k);
}
/*void sc(int now){
	cout<<now<<" "<<e[now].lson<<" "<<e[now].rson<<" "<<e[now].sum<<endl;
	if(e[now].lson)sc(e[now].lson);
	if(e[now].rson)sc(e[now].rson);
	return;
}*/
int main(){
	n=read(),m=read();
	for(int i=1;i<=n;i++)
		a[++len].num=read(),a[len].x=i,a[len].flag=1;
	for(int i=1;i<=m;i++){
		char tmp;
		cin>>tmp;
		if(tmp=='Q'){
			q[i].opt=1;	
			q[i].l=read(),q[i].r=read(),q[i].k=read();
		}
		else {
			q[i].opt=2;
			q[i].l=read(),q[i].r=read();
			a[++len].flag=2,a[len].num=q[i].r,a[len].x=i;
		}
	}
	lsh();
	for(int i=1;i<=n;i++)prepare_update(i,a[i].num,1);
	for(int i=1;i<=m;i++){
		if(q[i].opt==1){
			printf("%d\n",Real[prepare_query(q[i].l-1,q[i].r,q[i].k)]);
		}
		else{
			prepare_update(q[i].l,a[q[i].l].num,-1);
			prepare_update(q[i].l,q[i].r,1);
			a[q[i].l].num=q[i].r;
		}
	}
	return 0;
}

李超线段树

int n,f[N],sum[N],h[N];
struct TREE{
	int ht,l,r;
}e[N<<2];
int cnt,xk[N],xb[N];
int calc(int id,int x){return xk[id]*x+xb[id];}
void build(int u,int l,int r){
	e[u].l=l,e[u].r=r;if(l==r)return;
	int mid=l+r>>1;build(u<<1,l,mid);build(u<<1|1,mid+1,r);
	return;
}
void update(int u,int id){
	if(calc(id,e[u].l)<calc(e[u].ht,e[u].l) && calc(id,e[u].r)<calc(e[u].ht,e[u].r)){
		e[u].ht=id;return;
	}
	if(calc(id,e[u].l)>=calc(e[u].ht,e[u].l) && calc(id,e[u].r)>=calc(e[u].ht,e[u].r))return;
	int mid=e[u].l+e[u].r>>1;
	if(xk[e[u].ht]>xk[id])
		if(calc(id,mid)<calc(e[u].ht,mid))update(u<<1,e[u].ht),e[u].ht=id;
		else update(u<<1|1,id);
	else
		if(calc(id,mid)<calc(e[u].ht,mid))update(u<<1|1,e[u].ht),e[u].ht=id;
		else update(u<<1,id);
	return;
}
int query(int u,int x){
	if(e[u].l==e[u].r)return calc(e[u].ht,x);
	int mid=e[u].l+e[u].r>>1;
	if(x<=mid)return min(calc(e[u].ht,x),query(u<<1,x));
	else return min(calc(e[u].ht,x),query(u<<1|1,x));
}
void add(int k,int b){
	xk[++cnt]=k,xb[cnt]=b;
	update(1,cnt);
	return;
}

标签:return,int,线段,tree,mid,read,ll,模板
From: https://www.cnblogs.com/FJOI/p/17232933.html

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