主席樹(靜態)入門篇
主席樹入門:
靜態(只有查詢,沒有修改):
引入:為什麼要引入主席樹呢,我們先從一道題進行引入。這樣的:就是給了一個序列,我要進行若干次的查詢,就是給定區間[L,R],查詢這個區間中第k大的數字。顯然,多次查詢就不大好辦了,顯然,我們第一想到的就是能否利用字首和的思想。
那麼我們就開門見山,原序列是a【】,假設a序列離散化完了,然後讓rt【o】這棵樹,代表當前插入了a[1]-a[o]這些數字後的這樣的一顆線段樹。我們建立n棵線段樹。
那麼想一下,如果讓sum【節點號】代表這個節點代表區間的插入數字的個數,(就是類似於線段樹中維護的那個值),假設我要求【L,R】區間裡的第k小的,那麼我們此時就想啊,我們建立的第R棵線段樹,和第L棵線段樹,對應位置上的數字一減是不是就是我在【L,R】中的所有數字哇,然後就是正常的查詢第k個小的就好了。
但是問題來了,正常建立這麼多線段樹記憶體肯定是要炸的。於是有人就畫了畫就發現了,咦,我的第 i 顆線段樹比第 i-1 顆線段樹不就只增加了一個點而已嘛,就是一條鏈上的節點,那麼影響的節點就是logn個。不變的節點就不讓他變了,節點重複利用嘛!於是就出現了好多部落格裡的那種複雜的樹。(其實並不複雜,但博主當時看了好一會兒)。
比如說(以區間第k大為例hdu2665題目戳這裡http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2665):
設n = 4,q= 1;
4個數分別為4, 1, 3 ,2;
ql = 1, qr = 3, k = 2;
emmm,盜完圖了。
圖的來源:
https://www.cnblogs.com/zyf0163/p/4749042.html
看不懂就數節點的編號。會發現這個節點改變的話就是會多加一個節點的。我們怎麼寫呢?感覺不會寫欸:
void update(int& o, int l, int r, int last, int p){ o = ++ tot; ls[o] = ls[last]; rs[o] = rs[last]; sum[o] = sum[last] + 1; if(l == r) return; int m = (l + r) >> 1; if(p <= m) update(ls[o], l, m, ls[last], p); else update(rs[o], m + 1, r, rs[last], p); }
看這個程式碼,就是用last代表第i-1棵樹,o是當前的第i棵樹,然後我們走的路徑上的點肯定是新加的。而原來,共享的就不變就好了。
注意:&o的意思是取地址,從哪來的就改變哪個值。這樣rt【o】實際上每一次都是在改變的。
程式碼:
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 100000 + 5;
int a[N], b[N], rt[N * 20], ls[N * 20], rs[N * 20], sum[N * 20];
int n, k, tot, sz, ql, qr, x, q, T;
void Build(int& o, int l, int r){
o = ++ tot;
sum[o] = 0;
if(l == r) return;
int m = (l + r) >> 1;
Build(ls[o], l, m);
Build(rs[o], m + 1, r);
}
void update(int& o, int l, int r, int last, int p){
o = ++ tot;
ls[o] = ls[last];
rs[o] = rs[last];
sum[o] = sum[last] + 1;
if(l == r) return;
int m = (l + r) >> 1;
if(p <= m) update(ls[o], l, m, ls[last], p);
else update(rs[o], m + 1, r, rs[last], p);
}
int query(int ss, int tt, int l, int r, int k){
if(l == r) return l;
int m = (l + r) >> 1;
int cnt = sum[ls[tt]] - sum[ls[ss]];
if(k <= cnt) return query(ls[ss], ls[tt], l, m, k);
else return query(rs[ss], rs[tt], m + 1, r, k - cnt);
}
void work(){
scanf("%d%d%d", &ql, &qr, &x);
int ans = query(rt[ql - 1], rt[qr], 1, sz, x);
printf("%d\n", b[ans]);
}
int main(){
scanf("%d", &T);
while(T--){
scanf("%d%d", &n, &q);
for(int i = 1; i <= n; i ++) scanf("%d", a + i), b[i] = a[i];
sort(b + 1, b + n + 1);
sz = unique(b + 1, b + n + 1) - (b + 1);
tot = 0;
Build(rt[0],1, sz);
//for(int i = 0; i <= 4 * n; i ++)printf("%d,rt = %d,ls = %d, rs = %d, sum = %d\n", i, rt[i], ls[i], rs[i], sum[i]);
for(int i = 1; i <= n; i ++)a[i] = lower_bound(b + 1, b + sz + 1, a[i]) - b;
for(int i = 1; i <= n; i ++)
{
/// cout<<rt[i]<<" &&& "<<rt[i-1]<<endl;
update(rt[i], 1, sz, rt[i - 1], a[i]);
}
///for(int i = 0; i <= 5 * n; i ++)printf("%d,rt = %d,ls = %d, rs = %d, sum = %d\n", i, rt[i], ls[i], rs[i], sum[i]);
while(q --)work();
}
return 0;
}