差分学习笔记

一维差分
差分其实就是前缀和的逆运算;
给你一个数组a[5]={1,2,3, 4,5};差分数组b[5]={1,1,1,1,1};显然差分数组b[i]=a[i]-a[i-1];
那么我们可以推出,a[1]=b[1],a[2]=b[1]+b[2],…;b[i]的前缀和等于a[i],这也是为什么说差分就是前缀和的逆运算;
知道了这个,差分还有个运用;就是在区间[l,r]进行加数操作,然后问你某个位置在操作完后的值是多少;

题目:

输入一个长度为n的整数序列。

接下来输入m个操作,每个操作包含三个整数l, r, c,表示将序列中[l, r]之间的每个数加上c。

请你输出进行完所有操作后的序列。

输入格式
第一行包含两个整数n和m。

第二行包含n个整数,表示整数序列。

接下来m行,每行包含三个整数l,r,c,表示一个操作。

输出格式
共一行,包含n个整数,表示最终序列。

#include<bits/stdc++.h>
#define LL long long
#define pa pair<int,int>
#define lson k<<1
#define rson k<<1|1
//ios::sync_with_stdio(false);
using namespace std;
const int N=100100;
const int M=200100;
const LL mod=2e9+7;
int a[N],b[N];
int n,m;
void insert(int l,int r,int p){
	b[l]+=p;
	b[r+1]-=p;
}
int main(){
	ios::sync_with_stdio(false);
	cin>>n>>m;
	for(int i=1;i<=n;i++) cin>>a[i];
	for(int i=1;i<=n;i++) insert(i,i,a[i]);
	while(m--){
		int l,r,c;
		cin>>l>>r>>c;
		insert(l,r,c);
	}
	for(int i=1;i<=n;i++) b[i]+=b[i-1];
	for(int i=1;i<=n;i++) cout<<b[i]<<" ";
	return 0;
}

这里的插入函数是精髓所在,对差分数组进行操作,b[l]+p,b[r+1]-p;这个我们可以自己模拟,非常容易理解;然后要求a[i]的数时,我们只要把b[i]的前缀和求出的就行;

二维差分

二维差分是在二维前缀和的基础上推出来的,学习这个先要学习一波二维前缀和;这里简单说一下二维前缀和:s[i][j]=s[i-1][j]+s[i][j-1]-s[i-1][j-1]+a[i][j];a[i][j]为原数组;

二维差分和一维差分本质上是一样的,都是通过求差分然后求差分前缀和;

这里的差分求解是最关键的;看代码模拟一下就可以懂;

void insert(int x1,int y1,int x2,int y2,int p){
	b[x1][y1]+=p;
	b[x1][y2+1]-=p;
	b[x2+1][y1]-=p;
	b[x2+1][y2+1]+=p;
}

题目:

输入一个n行m列的整数矩阵,再输入q个操作,每个操作包含五个整数x1, y1, x2, y2, c,其中(x1, y1)和(x2, y2)表示一个子矩阵的左上角坐标和右下角坐标。

每个操作都要将选中的子矩阵中的每个元素的值加上c。

请你将进行完所有操作后的矩阵输出。

输入格式
第一行包含整数n,m,q。

接下来n行,每行包含m个整数,表示整数矩阵。

接下来q行,每行包含5个整数x1, y1, x2, y2, c,表示一个操作。

输出格式
共 n 行,每行 m 个整数,表示所有操作进行完毕后的最终矩阵。

代码:

#include<bits/stdc++.h>
#define LL long long
#define pa pair<int,int>
#define lson k<<1
#define rson k<<1|1
//ios::sync_with_stdio(false);
using namespace std;
const int N=100100;
const int M=200100;
const LL mod=2e9+7;
int n,m,q;
int a[1010][1010],b[1010][1010],s[1010][1010];
void insert(int x1,int y1,int x2,int y2,int p){
	b[x1][y1]+=p;
	b[x1][y2+1]-=p;
	b[x2+1][y1]-=p;
	b[x2+1][y2+1]+=p;
}
int main(){
	ios::sync_with_stdio(false);
	cin>>n>>m>>q;
	for(int i=1;i<=n;i++){
		for(int j=1;j<=m;j++){
			cin>>a[i][j];
			insert(i,j,i,j,a[i][j]);
		} 
	}
	while(q--){
		int x1,y1,x2,y2,c;
		cin>>x1>>y1>>x2>>y2>>c;
		insert(x1,y1,x2,y2,c);
	}
	for(int i=1;i<=n;i++){
		for(int j=1;j<=m;j++){
			s[i][j]=s[i-1][j]+s[i][j-1]-s[i-1][j-1]+b[i][j];
			cout<<s[i][j]<<" ";
		}
		cout<<endl;
	}
	return 0;
}

原文链接:https://blog.csdn.net/qq_44291254/article/details/102844810

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