樹狀陣列 inary Indexed Tree

2021-08-05 23:58:58 字數 1312 閱讀 9731

今天學習下一種新的資料結構。

樹狀陣列 英文名字binary indexed tree.

樹狀陣列是為了方便對需要修改的區間進行求和的資料結構。

如果乙個陣列,需要對其求和,並且當陣列元素修改後仍需要對其求和,對這種需要修改,並且修改後需要求和的問題,可以採用樹狀陣列。樹狀陣列採用空間換時間的方式,當需要求和操作時,樹狀陣列並不需要遍歷整個陣列的操作,而是只需要計算少數幾個節點的和,就可以得到修改後所有陣列的和。

詳細參考。

樹狀陣列有個核心操作是lowbit

lowbit 作用

設p是乙個數的二進位制表示中,從右往左數第乙個1的位置,或者說是乙個數二進位制表示中從右往左數遇到1為止,連續0的個數。

比如 4 二進位制 100 則p為2,

lowbit 求出的結果是2^p

int lowbit(int x)
那麼如何理解這個lowbit函式呢。

首先計算機中負數都是用補碼表示的。負數的補碼等於,保持符號位不變原碼取反並加1。

對於乙個數x,從右往左第乙個1位置為p,如果 x-1的話,在p以及包含p這個位置所有的數都和x相反。

如果x xor (x-1)xor是異或)的話,則p之前的位都是0

因為x p位是1往後的所有位都是0,

如果 x&(x xor (x-1)) ,則除了p位是1,所有位都是0

而 -x的補碼表示 和 x xor (x-1) 是一樣的

所以一般用

x&(-x) 來實現lowbit

樹狀陣列的建立過程。

對於原來陣列 a, 樹狀陣列為c

陣列下標從1開始

對於下標i

if   i%2==1  // i is odd

c[i]=a[i]

else // i%2==0

c[i]=a[i-2^k+1]+...+a[i]

// 其中 2^k 等於lowbit(i) k即是i從右往左數第一位1的位置,或者說0的個數。

對於陣列求和操作 求陣列前n個數的和

int

sum(n)

}

如果更新乙個陣列a[n] 則c[n]

更新操作

void  change(int i,int x)

}

詳細參考部落格:

樹狀陣列1 樹狀陣列入門

仔細看一下,發現tree的每乙個節點的高度並不是隨意的,而是由它轉成二進位制之後末尾連續零的數量決定的,連續零的數量加1,就是高度,例如 3 11 零的數量為0,加1等於1,所以它的高度就是1 6 110 零的數量為1,加1等於2,所以它的高度就是2 8 1000 零的數量為3,加1等於4,所以它的...

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