线段树教学

    线段树是一颗二叉树,他的每个节点对应的都是一个区间,主要是通过对区间的分割和合并来修改节点的值, 然后再得到答案。

现在给你一个区间和线段树。

仔细观察,第一二三行方框内的值是他的下面2个子区间的和, 第四行的方框内的数字代表的是自身的值, 蓝色代表的是这个方框他包含的区间, 红色代表的是这个元素在数组中所储存的位置。(在绝大多数博客中,我们默认区间的左儿子他的下标是当前区间下标的2倍,右儿子的下标是当前区间的2倍再加上1,这个下标是认为定义的,你也可以将对应关系修改)。

为什么说用线段树可以节省求和时间呢, 假设我们需要查找区间 [1,8] 的和, 对于这个不用多说, 我们可以直接将最上面的那个46输出,因为最上面的那个矩形代表的就是区间 [1,8] 的和。

然后假设我们要查找区间 [3,7] 的和, 刚开始我们出现在区间 [1,8]的位置, 但是对于目标区间来说 [1,8] 太大了, 所以我们要继续往下走, 走到 [1,4] 和 [5,8] 的区间, 但是对于这2个区间来说, 还有一部分区域是落在查询区间之外的, 所以我们需要继续往下走,我们先分析区间 [1,4] , 对于他左儿子的区间[1,2]来说,没有任意一个点是落在查询区间内的, 所以我们不需要走到他的左儿子处, 然后走到右儿子[3,4],可以发现 [3,4] 倍查询区间覆盖了, 所以我们就不需要往下走了, 因为整个区间都倍覆盖了, 直接将这个点的值返回就好了, 因为这个点就是他下面节点的和。 然后我们再看区间[5,8], 先往左走, 走到左儿子区间 [5,6] ,也可以发现该区间倍查询区间覆盖了,就不需要往下走了, 返回该节点的值,对于右儿子节点 [7,8] 来说,只有一部分区域倍查询区间覆盖, 所以我们还需要往下走,继续往左边走, 发现 [7,7] 是合法区域, 返回该值, {8,8]不是合法区域,所以不对这快里的数据进行处理。 所以最后的结果就是 [3,4] + [5,6] + [7,7] 这3个区间的和。 可能你会说就5个点而已, 我直接加过去时间也就这样, 的确, 当点数小的时候线段树的优势并不会很明显,但是如果查询的区间长度会到达 1e5的话, 那么线段树就可以省下很多时间了。

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