线段树汇总 之 练习篇-转自神牛notonlysuccess

在代码前先介绍一些我的线段树风格:

  • maxn是题目给的最大区间,而节点数要开4倍,确切的来说节点数要开大于maxn的最小2x的两倍
  • lson和rson分辨表示结点的左儿子和右儿子,由于每次传参数的时候都固定是这几个变量,所以可以用预定于比较方便的表示
  • 以前的写法是另外开两个个数组记录每个结点所表示的区间,其实这个区间不必保存,一边算一边传下去就行,只需要写函数的时候多两个参数,结合lson和rson的预定义可以很方便
  • PushUP(int rt)是把当前结点的信息更新到父结点
  • PushDown(int rt)是把当前结点的信息更新给儿子结点
  • rt表示当前子树的根(root),也就是当前所在的结点

整理这些题目后我觉得线段树的题目整体上可以分成以下四个部分:

  • 单点更新:最最基础的线段树,只更新叶子节点,然后把信息用PushUP(int r)这个函数更新上来

    • hdu1166 敌兵布阵
      题意:O(-1)
      思路:O(-1)
      线段树功能:update:单点增减 query:区间求和
      
             
             
      1. #include <cstdio>
      2. #define lson l , m , rt << 1
      3. #define rson m + 1 , r , rt << 1 | 1
      4. const int maxn = 55555;
      5. int sum[maxn<< 2];
      6. void PushUP(int rt) {
      7. sum[rt] = sum[rt<< 1] + sum[rt<< 1| 1];
      8. }
      9. void build(int l,int r,int rt) {
      10. if (l == r) {
      11. scanf( "%d",&sum[rt]);
      12. return ;
      13. }
      14. int m = (l + r) >> 1;
      15. build(lson);
      16. build(rson);
      17. PushUP(rt);
      18. }
      19. void update(int p,int add,int l,int r,int rt) {
      20. if (l == r) {
      21. sum[rt] += add;
      22. return ;
      23. }
      24. int m = (l + r) >> 1;
      25. if (p <= m) update(p , add , lson);
      26. else update(p , add , rson);
      27. PushUP(rt);
      28. }
      29. int query(int L,int R,int l,int r,int rt) {
      30. if (L <= l && r <= R) {
      31. return sum[rt];
      32. }
      33. int m = (l + r) >> 1;
      34. int ret = 0;
      35. if (L <= m) ret += query(L , R , lson);
      36. if (R > m) ret += query(L , R , rson);
      37. return ret;
      38. }
      39. int main() {
      40. int T , n;
      41. scanf( "%d",&T);
      42. for ( int cas = 1 ; cas <= T ; cas ++) {
      43. printf( "Case %d:\n",cas);
      44. scanf( "%d",&n);
      45. build( 1 , n , 1);
      46. char op[ 10];
      47. while ( scanf( "%s",op)) {
      48. if (op[ 0] == 'E') break;
      49. int a , b;
      50. scanf( "%d%d",&a,&b);
      51. if (op[ 0] == 'Q') printf( "%d\n",query(a , b , 1 , n , 1));
      52. else if (op[ 0] == 'S') update(a , -b , 1 , n , 1);
      53. else update(a , b , 1 , n , 1);
      54. }
      55. }
      56. return 0;
      57. }

    • hdu1754 I Hate It
      题意:O(-1)
      思路:O(-1)
      线段树功能:update:单点替换 query:区间最值
      
             
             
      1. #include <cstdio>
      2. #include <algorithm>
      3. using namespace std;
      4. #define lson l , m , rt << 1
      5. #define rson m + 1 , r , rt << 1 | 1
      6. const int maxn = 222222;
      7. int MAX[maxn<< 2];
      8. void PushUP(int rt) {
      9. MAX[rt] = max(MAX[rt<< 1] , MAX[rt<< 1| 1]);
      10. }
      11. void build(int l,int r,int rt) {
      12. if (l == r) {
      13. scanf( "%d",&MAX[rt]);
      14. return ;
      15. }
      16. int m = (l + r) >> 1;
      17. build(lson);
      18. build(rson);
      19. PushUP(rt);
      20. }
      21. void update(int p,int sc,int l,int r,int rt) {
      22. if (l == r) {
      23. MAX[rt] = sc;
      24. return ;
      25. }
      26. int m = (l + r) >> 1;
      27. if (p <= m) update(p , sc , lson);
      28. else update(p , sc , rson);
      29. PushUP(rt);
      30. }
      31. int query(int L,int R,int l,int r,int rt) {
      32. if (L <= l && r <= R) {
      33. return MAX[rt];
      34. }
      35. int m = (l + r) >> 1;
      36. int ret = 0;
      37. if (L <= m) ret = max(ret , query(L , R , lson));
      38. if (R > m) ret = max(ret , query(L , R , rson));
      39. return ret;
      40. }
      41. int main() {
      42. int n , m;
      43. while (~ scanf( "%d%d",&n,&m)) {
      44. build( 1 , n , 1);
      45. while (m --) {
      46. char op[ 2];
      47. int a , b;
      48. scanf( "%s%d%d",op,&a,&b);
      49. if (op[ 0] == 'Q') printf( "%d\n",query(a , b , 1 , n , 1));
      50. else update(a , b , 1 , n , 1);
      51. }
      52. }
      53. return 0;
      54. }

    • hdu1394 Minimum Inversion Number
      题意:求Inversion后的最小逆序数
      思路:用O(nlogn)复杂度求出最初逆序数后,就可以用O(1)的复杂度分别递推出其他解
      线段树功能:update:单点增减 query:区间求和
      
             
             
      1. #include <cstdio>
      2. #include <algorithm>
      3. using namespace std;
      4. #define lson l , m , rt << 1
      5. #define rson m + 1 , r , rt << 1 | 1
      6. const int maxn = 5555;
      7. int sum[maxn<< 2];
      8. void PushUP(int rt) {
      9. sum[rt] = sum[rt<< 1] + sum[rt<< 1| 1];
      10. }
      11. void build(int l,int r,int rt) {
      12. sum[rt] = 0;
      13. if (l == r) return ;
      14. int m = (l + r) >> 1;
      15. build(lson);
      16. build(rson);
      17. }
      18. void update(int p,int l,int r,int rt) {
      19. if (l == r) {
      20. sum[rt] ++;
      21. return ;
      22. }
      23. int m = (l + r) >> 1;
      24. if (p <= m) update(p , lson);
      25. else update(p , rson);
      26. PushUP(rt);
      27. }
      28. int query(int L,int R,int l,int r,int rt) {
      29. if (L <= l && r <= R) {
      30. return sum[rt];
      31. }
      32. int m = (l + r) >> 1;
      33. int ret = 0;
      34. if (L <= m) ret += query(L , R , lson);
      35. if (R > m) ret += query(L , R , rson);
      36. return ret;
      37. }
      38. int x[maxn];
      39. int main() {
      40. int n;
      41. while (~ scanf( "%d",&n)) {
      42. build( 0 , n - 1 , 1);
      43. int sum = 0;
      44. for ( int i = 0 ; i < n ; i ++) {
      45. scanf( "%d",&x[i]);
      46. sum += query(x[i] , n - 1 , 0 , n - 1 , 1);
      47. update(x[i] , 0 , n - 1 , 1);
      48. }
      49. int ret = sum;
      50. for ( int i = 0 ; i < n ; i ++) {
      51. sum += n - x[i] - x[i] - 1;
      52. ret = min(ret , sum);
      53. }
      54. printf( "%d\n",ret);
      55. }
      56. return 0;
      57. }

    • hdu2795 Billboard
      题意:h*w的木板,放进一些1*L的物品,求每次放空间能容纳且最上边的位子
      思路:每次找到最大值的位子,然后减去L
      线段树功能:query:区间求最大值的位子(直接把update的操作在query里做了)
      
             
             
      1. #include <cstdio>
      2. #include <algorithm>
      3. using namespace std;
      4. #define lson l , m , rt << 1
      5. #define rson m + 1 , r , rt << 1 | 1
      6. const int maxn = 222222;
      7. int h , w , n;
      8. int MAX[maxn<< 2];
      9. void PushUP(int rt) {
      10. MAX[rt] = max(MAX[rt<< 1] , MAX[rt<< 1| 1]);
      11. }
      12. void build(int l,int r,int rt) {
      13. MAX[rt] = w;
      14. if (l == r) return ;
      15. int m = (l + r) >> 1;
      16. build(lson);
      17. build(rson);
      18. }
      19. int query(int x,int l,int r,int rt) {
      20. if (l == r) {
      21. MAX[rt] -= x;
      22. return l;
      23. }
      24. int m = (l + r) >> 1;
      25. int ret = (MAX[rt<< 1] >= x) ? query(x , lson) : query(x , rson);
      26. PushUP(rt);
      27. return ret;
      28. }
      29. int main() {
      30. while (~ scanf( "%d%d%d",&h,&w,&n)) {
      31. if (h > n) h = n;
      32. build( 1 , h , 1);
      33. while (n --) {
      34. int x;
      35. scanf( "%d",&x);
      36. if (MAX[ 1] < x) puts( "-1");
      37. else printf( "%d\n",query(x , 1 , h , 1));
      38. }
      39. }
      40. return 0;
      41. }
      练习:
    • poj2828 Buy Tickets
      poj2886 Who Gets the Most Candies?
  • 成段更新(通常这对初学者来说是一道坎),需要用到延迟标记(或者说懒惰标记),简单来说就是每次更新的时候不要更新到底,用延迟标记使得更新延迟到下次需要更新or询问到的时候

    • hdu1698 Just a Hook
      题意:O(-1)
      思路:O(-1)
      线段树功能:update:成段替换 (由于只query一次总区间,所以可以直接输出1结点的信息)
      
             
             
      1. #include <cstdio>
      2. #include <algorithm>
      3. using namespace std;
      4. #define lson l , m , rt << 1
      5. #define rson m + 1 , r , rt << 1 | 1
      6. const int maxn = 111111;
      7. int h , w , n;
      8. int col[maxn<< 2];
      9. int sum[maxn<< 2];
      10. void PushUp(int rt) {
      11. sum[rt] = sum[rt<< 1] + sum[rt<< 1| 1];
      12. }
      13. void PushDown(int rt,int m) {
      14. if (col[rt]) {
      15. col[rt<< 1] = col[rt<< 1| 1] = col[rt];
      16. sum[rt<< 1] = (m - (m >> 1)) * col[rt];
      17. sum[rt<< 1| 1] = (m >> 1) * col[rt];
      18. col[rt] = 0;
      19. }
      20. }
      21. void build(int l,int r,int rt) {
      22. col[rt] = 0;
      23. sum[rt] = 1;
      24. if (l == r) return ;
      25. int m = (l + r) >> 1;
      26. build(lson);
      27. build(rson);
      28. PushUp(rt);
      29. }
      30. void update(int L,int R,int c,int l,int r,int rt) {
      31. if (L <= l && r <= R) {
      32. col[rt] = c;
      33. sum[rt] = c * (r - l + 1);
      34. return ;
      35. }
      36. PushDown(rt , r - l + 1);
      37. int m = (l + r) >> 1;
      38. if (L <= m) update(L , R , c , lson);
      39. if (R > m) update(L , R , c , rson);
      40. PushUp(rt);
      41. }
      42. int main() {
      43. int T , n , m;
      44. scanf( "%d",&T);
      45. for ( int cas = 1 ; cas <= T ; cas ++) {
      46. scanf( "%d%d",&n,&m);
      47. build( 1 , n , 1);
      48. while (m --) {
      49. int a , b , c;
      50. scanf( "%d%d%d",&a,&b,&c);
      51. update(a , b , c , 1 , n , 1);
      52. }
      53. printf( "Case %d: The total value of the hook is %d.\n",cas , sum[ 1]);
      54. }
      55. return 0;
      56. }

    • poj3468 A Simple Problem with Integers
    • 题意:O(-1)
      思路:O(-1)
      线段树功能:update:成段增减 query:区间求和
      
             
             
      1. #include <cstdio>
      2. #include <algorithm>
      3. using namespace std;
      4. #define lson l , m , rt << 1
      5. #define rson m + 1 , r , rt << 1 | 1
      6. #define LL long long
      7. const int maxn = 111111;
      8. LL add[maxn<< 2];
      9. LL sum[maxn<< 2];
      10. void PushUp(int rt) {
      11. sum[rt] = sum[rt<< 1] + sum[rt<< 1| 1];
      12. }
      13. void PushDown(int rt,int m) {
      14. if (add[rt]) {
      15. add[rt<< 1] += add[rt];
      16. add[rt<< 1| 1] += add[rt];
      17. sum[rt<< 1] += add[rt] * (m - (m >> 1));
      18. sum[rt<< 1| 1] += add[rt] * (m >> 1);
      19. add[rt] = 0;
      20. }
      21. }
      22. void build(int l,int r,int rt) {
      23. add[rt] = 0;
      24. if (l == r) {
      25. scanf( "%lld",&sum[rt]);
      26. return ;
      27. }
      28. int m = (l + r) >> 1;
      29. build(lson);
      30. build(rson);
      31. PushUp(rt);
      32. }
      33. void update(int L,int R,int c,int l,int r,int rt) {
      34. if (L <= l && r <= R) {
      35. add[rt] += c;
      36. sum[rt] += (LL)c * (r - l + 1);
      37. return ;
      38. }
      39. PushDown(rt , r - l + 1);
      40. int m = (l + r) >> 1;
      41. if (L <= m) update(L , R , c , lson);
      42. if (m < R) update(L , R , c , rson);
      43. PushUp(rt);
      44. }
      45. LL query(int L,int R,int l,int r,int rt) {
      46. if (L <= l && r <= R) {
      47. return sum[rt];
      48. }
      49. PushDown(rt , r - l + 1);
      50. int m = (l + r) >> 1;
      51. LL ret = 0;
      52. if (L <= m) ret += query(L , R , lson);
      53. if (m < R) ret += query(L , R , rson);
      54. return ret;
      55. }
      56. int main() {
      57. int N , Q;
      58. scanf( "%d%d",&N,&Q);
      59. build( 1 , N , 1);
      60. while (Q --) {
      61. char op[ 2];
      62. int a , b , c;
      63. scanf( "%s",op);
      64. if (op[ 0] == 'Q') {
      65. scanf( "%d%d",&a,&b);
      66. printf( "%lld\n",query(a , b , 1 , N , 1));
      67. } else {
      68. scanf( "%d%d%d",&a,&b,&c);
      69. update(a , b , c , 1 , N , 1);
      70. }
      71. }
      72. return 0;
      73. }

    • poj2528 Mayor’s posters
    • 题意:在墙上贴海报,海报可以互相覆盖,问最后可以看见几张海报
      思路:这题数据范围很大,直接搞超时+超内存,需要离散化:
      离散化简单的来说就是只取我们需要的值来用,比如说区间[1000,2000],[1990,2012] 我们用不到[-∞,999][1001,1989][1991,1999][2001,2011][2013,+∞]这些值,所以我只需要1000,1990,2000,2012就够了,将其分别映射到0,1,2,3,在于复杂度就大大的降下来了
      所以离散化要保存所有需要用到的值,排序后,分别映射到1~n,这样复杂度就会小很多很多
      而这题的难点在于每个数字其实表示的是一个单位长度(并非一个点),这样普通的离散化会造成许多错误(包括我以前的代码,poj这题数据奇弱)
      给出下面两个简单的例子应该能体现普通离散化的缺陷:
      例子一:1-10 1-4 5-10
      例子二:1-10 1-4 6-10
      普通离散化后都变成了[1,4][1,2][3,4]
      线段2覆盖了[1,2],线段3覆盖了[3,4],那么线段1是否被完全覆盖掉了呢?
      例子一是完全被覆盖掉了,而例子二没有被覆盖

      为了解决这种缺陷,我们可以在排序后的数组上加些处理,比如说[1,2,6,10]
      如果相邻数字间距大于1的话,在其中加上任意一个数字,比如加成[1,2,3,6,7,10],然后再做线段树就好了.
      线段树功能:update:成段替换 query:简单hash

      
             
             
      1. #include <cstdio>
      2. #include <cstring>
      3. #include <algorithm>
      4. using namespace std;
      5. #define lson l , m , rt << 1
      6. #define rson m + 1 , r , rt << 1 | 1
      7. const int maxn = 11111;
      8. bool hash[maxn];
      9. int li[maxn] , ri[maxn];
      10. int X[maxn* 3];
      11. int col[maxn<< 4];
      12. int cnt;
      13. void PushDown(int rt) {
      14. if (col[rt] != -1) {
      15. col[rt<< 1] = col[rt<< 1| 1] = col[rt];
      16. col[rt] = -1;
      17. }
      18. }
      19. void update(int L,int R,int c,int l,int r,int rt) {
      20. if (L <= l && r <= R) {
      21. col[rt] = c;
      22. return ;
      23. }
      24. PushDown(rt);
      25. int m = (l + r) >> 1;
      26. if (L <= m) update(L , R , c , lson);
      27. if (m < R) update(L , R , c , rson);
      28. }
      29. void query(int l,int r,int rt) {
      30. if (col[rt] != -1) {
      31. if (!hash[col[rt]]) cnt ++;
      32. hash[ col[rt] ] = true;
      33. return ;
      34. }
      35. if (l == r) return ;
      36. int m = (l + r) >> 1;
      37. query(lson);
      38. query(rson);
      39. }
      40. int Bin(int key,int n,int X[]) {
      41. int l = 0 , r = n - 1;
      42. while (l <= r) {
      43. int m = (l + r) >> 1;
      44. if (X[m] == key) return m;
      45. if (X[m] < key) l = m + 1;
      46. else r = m - 1;
      47. }
      48. return -1;
      49. }
      50. int main() {
      51. int T , n;
      52. scanf( "%d",&T);
      53. while (T --) {
      54. scanf( "%d",&n);
      55. int nn = 0;
      56. for ( int i = 0 ; i < n ; i ++) {
      57. scanf( "%d%d",&li[i] , &ri[i]);
      58. X[nn++] = li[i];
      59. X[nn++] = ri[i];
      60. }
      61. sort(X , X + nn);
      62. int m = 1;
      63. for ( int i = 1 ; i < nn; i ++) {
      64. if (X[i] != X[i -1]) X[m ++] = X[i];
      65. }
      66. for ( int i = m - 1 ; i > 0 ; i --) {
      67. if (X[i] != X[i -1] + 1) X[m ++] = X[i -1] + 1;
      68. }
      69. sort(X , X + m);
      70. memset(col , -1 , sizeof(col));
      71. for ( int i = 0 ; i < n ; i ++) {
      72. int l = Bin(li[i] , m , X);
      73. int r = Bin(ri[i] , m , X);
      74. update(l , r , i , 0 , m , 1);
      75. }
      76. cnt = 0;
      77. memset(hash , false , sizeof(hash));
      78. query( 0 , m , 1);
      79. printf( "%d\n",cnt);
      80. }
      81. return 0;
      82. }

    • poj3225 Help with Intervals
      题意:区间操作,交,并,补等
      思路:
      我们一个一个操作来分析:(用0和1表示是否包含区间,-1表示该区间内既有包含又有不包含)
      U:把区间[l,r]覆盖成1
      I:把[-∞,l)(r,∞]覆盖成0
      D:把区间[l,r]覆盖成0
      C:把[-∞,l)(r,∞]覆盖成0 , 且[l,r]区间0/1互换
      S:[l,r]区间0/1互换

      成段覆盖的操作很简单,比较特殊的就是区间0/1互换这个操作,我们可以称之为异或操作
      很明显我们可以知道这个性质:当一个区间被覆盖后,不管之前有没有异或标记都没有意义了
      所以当一个节点得到覆盖标记时把异或标记清空
      而当一个节点得到异或标记的时候,先判断覆盖标记,如果是0或1,直接改变一下覆盖标记,不然的话改变异或标记

      开区间闭区间只要数字乘以2就可以处理(偶数表示端点,奇数表示两端点间的区间)
      线段树功能:update:成段替换,区间异或 query:简单hash

      
             
             
      1. #include <cstdio>
      2. #include <cstring>
      3. #include <cctype>
      4. #include <algorithm>
      5. using namespace std;
      6. #define lson l , m , rt << 1
      7. #define rson m + 1 , r , rt << 1 | 1
      8. const int maxn = 131072;
      9. bool hash[maxn+ 1];
      10. int cover[maxn<< 2];
      11. int XOR[maxn<< 2];
      12. void FXOR(int rt) {
      13. if (cover[rt] != -1) cover[rt] ^= 1;
      14. else XOR[rt] ^= 1;
      15. }
      16. void PushDown(int rt) {
      17. if (cover[rt] != -1) {
      18. cover[rt<< 1] = cover[rt<< 1| 1] = cover[rt];
      19. XOR[rt<< 1] = XOR[rt<< 1| 1] = 0;
      20. cover[rt] = -1;
      21. }
      22. if (XOR[rt]) {
      23. FXOR(rt<< 1);
      24. FXOR(rt<< 1| 1);
      25. XOR[rt] = 0;
      26. }
      27. }
      28. void update(char op,int L,int R,int l,int r,int rt) {
      29. if (L <= l && r <= R) {
      30. if (op == 'U') {
      31. cover[rt] = 1;
      32. XOR[rt] = 0;
      33. } else if (op == 'D') {
      34. cover[rt] = 0;
      35. XOR[rt] = 0;
      36. } else if (op == 'C' || op == 'S') {
      37. FXOR(rt);
      38. }
      39. return ;
      40. }
      41. PushDown(rt);
      42. int m = (l + r) >> 1;
      43. if (L <= m) update(op , L , R , lson);
      44. else if (op == 'I' || op == 'C') {
      45. XOR[rt<< 1] = cover[rt<< 1] = 0;
      46. }
      47. if (m < R) update(op , L , R , rson);
      48. else if (op == 'I' || op == 'C') {
      49. XOR[rt<< 1| 1] = cover[rt<< 1| 1] = 0;
      50. }
      51. }
      52. void query(int l,int r,int rt) {
      53. if (cover[rt] == 1) {
      54. for ( int it = l ; it <= r ; it ++) {
      55. hash[it] = true;
      56. }
      57. return ;
      58. } else if (cover[rt] == 0) return ;
      59. if (l == r) return ;
      60. PushDown(rt);
      61. int m = (l + r) >> 1;
      62. query(lson);
      63. query(rson);
      64. }
      65. int main() {
      66. cover[ 1] = XOR[ 1] = 0;
      67. char op , l , r;
      68. int a , b;
      69. while ( ~ scanf( "%c %c%d,%d%c\n",&op , &l , &a , &b , &r) ) {
      70. a <<= 1 , b <<= 1;
      71. if (l == '(') a ++;
      72. if (r == ')') b --;
      73. if (a > b) {
      74. if (op == 'C' || op == 'I') {
      75. cover[ 1] = XOR[ 1] = 0;
      76. }
      77. } else update(op , a , b , 0 , maxn , 1);
      78. }
      79. query( 0 , maxn , 1);
      80. bool flag = false;
      81. int s = -1 , e;
      82. for ( int i = 0 ; i <= maxn ; i ++) {
      83. if (hash[i]) {
      84. if (s == -1) s = i;
      85. e = i;
      86. } else {
      87. if (s != -1) {
      88. if (flag) printf( " ");
      89. flag = true;
      90. printf( "%c%d,%d%c",s& 1? '(': '[' , s>> 1 , (e+ 1)>> 1 , e& 1? ')': ']');
      91. s = -1;
      92. }
      93. }
      94. }
      95. if (!flag) printf( "empty set");
      96. puts( "");
      97. return 0;
      98. }

    • poj1436 Horizontally Visible Segments
      poj2991 Crane
      Another LCIS
      Bracket Sequence
  • 区间合并
    这类题目会询问区间中满足条件的连续最长区间,所以PushUp的时候需要对左右儿子的区间进行合并

    • poj3667 Hotel
      题意:1 a:询问是不是有连续长度为a的空房间,有的话住进最左边
      2 a b:将[a,a+b-1]的房间清空
      思路:记录区间中最长的空房间
      线段树操作:update:区间替换 query:询问满足条件的最左断点
      
             
             
      1. #include <cstdio>
      2. #include <cstring>
      3. #include <cctype>
      4. #include <algorithm>
      5. using namespace std;
      6. #define lson l , m , rt << 1
      7. #define rson m + 1 , r , rt << 1 | 1
      8. const int maxn = 55555;
      9. int lsum[maxn<< 2] , rsum[maxn<< 2] , msum[maxn<< 2];
      10. int cover[maxn<< 2];
      11. void PushDown(int rt,int m) {
      12. if (cover[rt] != -1) {
      13. cover[rt<< 1] = cover[rt<< 1| 1] = cover[rt];
      14. msum[rt<< 1] = lsum[rt<< 1] = rsum[rt<< 1] = cover[rt] ? 0 : m - (m >> 1);
      15. msum[rt<< 1| 1] = lsum[rt<< 1| 1] = rsum[rt<< 1| 1] = cover[rt] ? 0 : (m >> 1);
      16. cover[rt] = -1;
      17. }
      18. }
      19. void PushUp(int rt,int m) {
      20. lsum[rt] = lsum[rt<< 1];
      21. rsum[rt] = rsum[rt<< 1| 1];
      22. if (lsum[rt] == m - (m >> 1)) lsum[rt] += lsum[rt<< 1| 1];
      23. if (rsum[rt] == (m >> 1)) rsum[rt] += rsum[rt<< 1];
      24. msum[rt] = max(lsum[rt<< 1| 1] + rsum[rt<< 1] , max(msum[rt<< 1] , msum[rt<< 1| 1]));
      25. }
      26. void build(int l,int r,int rt) {
      27. msum[rt] = lsum[rt] = rsum[rt] = r - l + 1;
      28. cover[rt] = -1;
      29. if (l == r) return ;
      30. int m = (l + r) >> 1;
      31. build(lson);
      32. build(rson);
      33. }
      34. void update(int L,int R,int c,int l,int r,int rt) {
      35. if (L <= l && r <= R) {
      36. msum[rt] = lsum[rt] = rsum[rt] = c ? 0 : r - l + 1;
      37. cover[rt] = c;
      38. return ;
      39. }
      40. PushDown(rt , r - l + 1);
      41. int m = (l + r) >> 1;
      42. if (L <= m) update(L , R , c , lson);
      43. if (m < R) update(L , R , c , rson);
      44. PushUp(rt , r - l + 1);
      45. }
      46. int query(int w,int l,int r,int rt) {
      47. if (l == r) return l;
      48. PushDown(rt , r - l + 1);
      49. int m = (l + r) >> 1;
      50. if (msum[rt<< 1] >= w) return query(w , lson);
      51. else if (rsum[rt<< 1] + lsum[rt<< 1| 1] >= w) return m - rsum[rt<< 1] + 1;
      52. return query(w , rson);
      53. }
      54. int main() {
      55. int n , m;
      56. scanf( "%d%d",&n,&m);
      57. build( 1 , n , 1);
      58. while (m --) {
      59. int op , a , b;
      60. scanf( "%d",&op);
      61. if (op == 1) {
      62. scanf( "%d",&a);
      63. if (msum[ 1] < a) puts( "0");
      64. else {
      65. int p = query(a , 1 , n , 1);
      66. printf( "%d\n",p);
      67. update(p , p + a - 1 , 1 , 1 , n , 1);
      68. }
      69. } else {
      70. scanf( "%d%d",&a,&b);
      71. update(a , a + b - 1 , 0 , 1 , n , 1);
      72. }
      73. }
      74. return 0;
      75. }

    •  练习
      hdu3308 LCIS
      hdu3397 Sequence operation
      hdu2871 Memory Control
      hdu1540 Tunnel Warfare
      CF46-D Parking Lot
  • 扫描线
    这类题目需要将一些操作排序,然后从左到右用一根扫描线(当然是在我们脑子里)扫过去
    最典型的就是矩形面积并,周长并等题

    • hdu1542 Atlantis
      题意:矩形面积并
      思路:浮点数先要离散化;然后把矩形分成两条边,上边和下边,对横轴建树,然后从下到上扫描上去,用cnt表示该区间下边比上边多几个,sum代表该区间内被覆盖的线段的长度总和
      这里线段树的一个结点并非是线段的一个端点,而是该端点和下一个端点间的线段,所以题目中r+1,r-1的地方可以自己好好的琢磨一下
      线段树操作:update:区间增减 query:直接取根节点的值
      
             
             
      1. #include <cstdio>
      2. #include <cstring>
      3. #include <cctype>
      4. #include <algorithm>
      5. using namespace std;
      6. #define lson l , m , rt << 1
      7. #define rson m + 1 , r , rt << 1 | 1
      8. const int maxn = 2222;
      9. int cnt[maxn << 2];
      10. double sum[maxn << 2];
      11. double X[maxn];
      12. struct Seg {
      13. double h , l , r;
      14. int s;
      15. Seg(){}
      16. Seg( double a, double b, double c, int d) : l(a) , r(b) , h(c) , s(d) {}
      17. bool operator < ( const Seg &cmp) const {
      18. return h < cmp.h;
      19. }
      20. }ss[maxn];
      21. void PushUp(int rt,int l,int r) {
      22. if (cnt[rt]) sum[rt] = X[r+ 1] - X[l];
      23. else if (l == r) sum[rt] = 0;
      24. else sum[rt] = sum[rt<< 1] + sum[rt<< 1| 1];
      25. }
      26. void update(int L,int R,int c,int l,int r,int rt) {
      27. if (L <= l && r <= R) {
      28. cnt[rt] += c;
      29. PushUp(rt , l , r);
      30. return ;
      31. }
      32. int m = (l + r) >> 1;
      33. if (L <= m) update(L , R , c , lson);
      34. if (m < R) update(L , R , c , rson);
      35. PushUp(rt , l , r);
      36. }
      37. int Bin(double key,int n,double X[]) {
      38. int l = 0 , r = n - 1;
      39. while (l <= r) {
      40. int m = (l + r) >> 1;
      41. if (X[m] == key) return m;
      42. if (X[m] < key) l = m + 1;
      43. else r = m - 1;
      44. }
      45. return -1;
      46. }
      47. int main() {
      48. int n , cas = 1;
      49. while (~ scanf( "%d",&n) && n) {
      50. int m = 0;
      51. while (n --) {
      52. double a , b , c , d;
      53. scanf( "%lf%lf%lf%lf",&a,&b,&c,&d);
      54. X[m] = a;
      55. ss[m++] = Seg(a , c , b , 1);
      56. X[m] = c;
      57. ss[m++] = Seg(a , c , d , -1);
      58. }
      59. sort(X , X + m);
      60. sort(ss , ss + m);
      61. int k = 1;
      62. for ( int i = 1 ; i < m ; i ++) {
      63. if (X[i] != X[i -1]) X[k++] = X[i];
      64. }
      65. memset(cnt , 0 , sizeof(cnt));
      66. memset(sum , 0 , sizeof(sum));
      67. double ret = 0;
      68. for ( int i = 0 ; i < m - 1 ; i ++) {
      69. int l = Bin(ss[i].l , k , X);
      70. int r = Bin(ss[i].r , k , X) - 1;
      71. if (l <= r) update(l , r , ss[i].s , 0 , k - 1, 1);
      72. ret += sum[ 1] * (ss[i+ 1].h - ss[i].h);
      73. }
      74. printf( "Test case #%d\nTotal explored area: %.2lf\n\n",cas++ , ret);
      75. }
      76. return 0;
      77. }

    • hdu1828 Picture
      题意:矩形周长并
      思路:与面积不同的地方是还要记录竖的边有几个(numseg记录),并且当边界重合的时候需要合并(用lbd和rbd表示边界来辅助)
      线段树操作:update:区间增减 query:直接取根节点的值
      
             
             
      1. #include <cstdio>
      2. #include <cstring>
      3. #include <cctype>
      4. #include <algorithm>
      5. using namespace std;
      6. #define lson l , m , rt << 1
      7. #define rson m + 1 , r , rt << 1 | 1
      8. const int maxn = 22222;
      9. struct Seg{
      10. int l , r , h , s;
      11. Seg() {}
      12. Seg( int a, int b, int c, int d):l(a) , r(b) , h(c) , s(d) {}
      13. bool operator < ( const Seg &cmp) const {
      14. if (h == cmp.h) return s > cmp.s;
      15. return h < cmp.h;
      16. }
      17. }ss[maxn];
      18. bool lbd[maxn<< 2] , rbd[maxn<< 2];
      19. int numseg[maxn<< 2];
      20. int cnt[maxn<< 2];
      21. int len[maxn<< 2];
      22. void PushUP(int rt,int l,int r) {
      23. if (cnt[rt]) {
      24. lbd[rt] = rbd[rt] = 1;
      25. len[rt] = r - l + 1;
      26. numseg[rt] = 2;
      27. } else if (l == r) {
      28. len[rt] = numseg[rt] = lbd[rt] = rbd[rt] = 0;
      29. } else {
      30. lbd[rt] = lbd[rt<< 1];
      31. rbd[rt] = rbd[rt<< 1| 1];
      32. len[rt] = len[rt<< 1] + len[rt<< 1| 1];
      33. numseg[rt] = numseg[rt<< 1] + numseg[rt<< 1| 1];
      34. if (lbd[rt<< 1| 1] && rbd[rt<< 1]) numseg[rt] -= 2; //两条线重合
      35. }
      36. }
      37. void update(int L,int R,int c,int l,int r,int rt) {
      38. if (L <= l && r <= R) {
      39. cnt[rt] += c;
      40. PushUP(rt , l , r);
      41. return ;
      42. }
      43. int m = (l + r) >> 1;
      44. if (L <= m) update(L , R , c , lson);
      45. if (m < R) update(L , R , c , rson);
      46. PushUP(rt , l , r);
      47. }
      48. int main() {
      49. int n;
      50. while (~ scanf( "%d",&n)) {
      51. int m = 0;
      52. int lbd = 10000, rbd = -10000;
      53. for ( int i = 0 ; i < n ; i ++) {
      54. int a , b , c , d;
      55. scanf( "%d%d%d%d",&a,&b,&c,&d);
      56. lbd = min(lbd , a);
      57. rbd = max(rbd , c);
      58. ss[m++] = Seg(a , c , b , 1);
      59. ss[m++] = Seg(a , c , d , -1);
      60. }
      61. sort(ss , ss + m);
      62. int ret = 0 , last = 0;
      63. for ( int i = 0 ; i < m ; i ++) {
      64. if (ss[i].l < ss[i].r) update(ss[i].l , ss[i].r - 1 , ss[i].s , lbd , rbd - 1 , 1);
      65. ret += numseg[ 1] * (ss[i+ 1].h - ss[i].h);
      66. ret += abs(len[ 1] - last);
      67. last = len[ 1];
      68. }
      69. printf( "%d\n",ret);
      70. }
      71. return 0;
      72. }

    • 练习
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线段树与其他结合练习(欢迎大家补充):


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