线段树完全版关键词:延迟加载、懒标记Lazy Tag
单点更新的情况比较简单。请看 线段树基础版
下面说说区间更新的情况。
场景是这样的,还是刚刚的数,求区间的和。
准备工作
//rt:root
#define lson rt<<1
#define rson rt<<1|1
#define len (r-l+1) //(l,r)区间的长度
这次是区间更新,我们要用到区间的长度
建树
build和pushUp不变。我们把树建立好打印一下:
[1]:36 [2]:26 [3]:10 [4]:15 [5]:11 [6]:10 [7]:0 [8]:6 [9]:9 [10]:5 [11]:6 [12]:8 [13]:2 [14]:0
pushDown 重点
延迟加载、懒标记思想:
假设现在要把区间【2,6】里5个数全加10,求总和。会数学的都知道,一共加了50,总和变成86。就是说对一段区间的统一操作,不需要对区间里的单个点进行改动。
只改动他们的老祖宗,并在他们的祖宗上做一个标记。以后啥事需要用到儿子了,一看父亲上有标记,就知道这个儿子还需要被更新。
下面的代码就是根据父亲rt,和对应的区间长度l,往下pushDown懒标记。
void pushDown(int rt,int len){//
if(lazy[rt]){//这个点有lazyTag才往下下发lazyTag
//lazyTag里存的值是"要延迟加载的"值,例子就是10
lazy[lson]+=lazy[rt];
lazy[rson]+=lazy[rt];
tree[lson]+=lazy[rt]*(len-len/2);//这里要注意
tree[rson]+=lazy[rt]*(len/2);
lazy[rt]=0;//清除父亲的标记
}
}
注意第6行:举个例子来说明,rt代表的区间[1,7]
,长度l为7,7/2=3.
而[1,7]
的左右儿子是[1,4]
和[5,7]
这两个。左儿子长度为4,右儿子长度为3。
第6行那么写,就是要处理区间长度为奇数的情况,由于是完全二叉树,rt的左儿子代表的区间一定更长。
更新
void update(int L,int R,int addVal,int l,int r,int rt){
cout<<__func__<<l<<','<<r<<','<<rt<<'\n';
//(l,r)就是根节点rt所代表的区间。
//[L,R]是要更新的区间。
if(L<=l&&R>=r){//(l,r)在[L,R]里
tree[rt]+= len*addVal;//那就只更新rt,不用往下更新了。
lazy[rt]+= addVal; //但必须做好lazy标记用于pushDown。标记的值就是要加的数。
return;
}
//如果区间不能涵盖:
pushDown(rt,r-l+1);//下放懒标记。防止以前有过改动儿子没加载
int m = (l+r)>>1;
if(L<=m)
update(L,R,addVal,l,m,lson);
if(R>m)
update(L,R,addVal,m+1,r,rson);
pushUp(rt);
}
我们还是通过例子看看程序是怎么执行的:
update(2,6,10,1,7,1);//2到6全加10
打印一下:
update1,7,1
update1,4,2
update1,2,4
update2,2,9
update3,4,5
update5,7,3
update5,6,6
[0]:0 [1]:86 [2]:56 [3]:30 [4]:25 [5]:31 [6]:30 [7]:0 [8]:6 [9]:19 [10]:5 [11]:6 [12]:8 [13]:2 [14]:0 [15]:0
画出图:
可以看到,框里的数,5、6、8、2虽然没有被更新,但是他们的父亲却是正确的值。
查询
下面我们通过查询,来看一下lazyTag到底啥时候排上用场。
现在我们查询区间(3,5)这三个数的和,应该是49。
其中,区间(3,4)里的两个数虽然是5、6,但是他们的和31是正确的。
但是第4个数8就不对了,应该是18才对。
看代码:
int query(int L,int R,int l,int r, int rt){//[L,R]是要查询的区间
cout<<__func__<<" ["<<L<<','<<R<<"] ("<<l<<','<<r<<") "<<rt<<'\n';
if(L<=l&&R>=r){//如果[L,R]里有(l,r)区间,直接返回对应的根节点
return tree[rt];
}
pushDown(rt,len);//下放标记派上用场了
int m = (l+r)>>1;
int sum = 0;
if(L<=m){
sum += query(L,R,l,m,lson);
}
if(R>=m+1){
sum += query(L,R,m+1,r,rson);
}
return sum;
}
输出结果:
query [3,5] (1,7) 1
query [3,5] (1,4) 2
query [3,5] (3,4) 5
query [3,5] (5,7) 3
query [3,5] (5,6) 6
pushDown rt:6 len:2
query [3,5] (5,5) 12
49
如我们所愿,
第5行,查询区间(5,6),6不属于[3,5],
往下执行到了pushDown(6),第6行输出了pushDown rt:6 len:2
。
这时候我们如果再打印一下,就会发现,30的两个孩子8和2已经全部完成了延迟加载,成了18和12~
[1]:76 [2]:46 [3]:30 [4]:15 [5]:31 [6]:30 [7]:0 [8]:6 [9]:9 [10]:5 [11]:6 [12]:18 [13]:12 [14]:0
线段树完全版
//线段树 求解区间最值问题
#include <iostream>
#include <vector>
#include "../Vt.h"
//rt:root
#define lson rt<<1
#define rson rt<<1|1
#define len (r-l+1)
using namespace std;
vector<int> vt{6,9,5,6,8,2,0};
int i = 0;
vector<int> tree(16);
vector<int> lazy(16);
void pushUp(int rt){
tree[rt] = tree[lson]+tree[rson];
}
void build(int l,int r,int rt){
if(l==r)//是叶节点,存数
{
tree[rt] = vt[i++];
return;
}
int m = (l+r)>>1;
build(l,m,lson);
build(m+1,r,rson);
pushUp(rt);
}
void pushDown(int rt,int l){
if(lazy[rt]){//这个点有lazyTag才往下下发lazyTag
cout<<__func__<<" rt:"<<rt<<" len:"<<l<<'\n';
lazy[lson]+=lazy[rt];
lazy[rson]+=lazy[rt];
tree[lson]+=lazy[rt]*(l-l/2);//这里要注意
tree[rson]+=lazy[rt]*(l/2);
lazy[rt]=0;
}
}
void update(int L,int R,int addVal,int l,int r,int rt){
cout<<__func__<<l<<','<<r<<','<<rt<<'\n';
//(l,r)就是根节点rt所代表的区间。
//[L,R]是要更新的区间。
if(L<=l&&R>=r){//(l,r)在[L,R]里
tree[rt]+= len*addVal;//那就只更新rt,不用往下更新了。
lazy[rt]+= addVal; //但必须做好lazy标记用于pushDown。标记的值就是要加的数。
return;
}
//如果区间不能涵盖:
pushDown(rt,r-l+1);//下放懒标记。防止以前有过改动儿子没加载
int m = (l+r)>>1;
if(L<=m)
update(L,R,addVal,l,m,lson);
if(R>=m+1)
update(L,R,addVal,m+1,r,rson);
pushUp(rt);
}
int query(int L,int R,int l,int r, int rt){//[L,R]是要查询的区间
cout<<__func__<<" ["<<L<<','<<R<<"] ("<<l<<','<<r<<") "<<rt<<'\n';
if(L<=l&&R>=r){//如果[L,R]里有(l,r)区间,直接返回对应的根节点
return tree[rt];
}
pushDown(rt,len);
int m = (l+r)>>1;
int sum = 0;
if(L<=m){
sum += query(L,R,l,m,lson);
}
if(R>=m+1){
sum += query(L,R,m+1,r,rson);
}
return sum;
}
int main(){
build(1,vt.size(),1);
showVtwithIndex(tree);
update(3,6,10,1,7,1);//3到6全加10
showVtwithIndex(tree);
cout << query(3,5,1,7,1)<<'\n';
showVtwithIndex(tree);
return 0;
}
标签:rt,lazy,SegmentTree2,int,tree,区间,pushDown
From: https://www.cnblogs.com/xuanshan/p/17552004.html