樹狀陣列概述

2021-08-17 18:50:31 字數 2297 閱讀 3971

一些懶人由於覺得線段樹難寫的一逼,於是發明了樹狀陣列。於是大佬們拿它去卡常。啥樹套樹的你套個樹狀陣列,常數就小了下來,就快了好幾倍。苦逼寫線段樹的同學還過不去了。

所以本著不卡別人也不被別人卡的思想,我們來學習一波樹狀陣列。首先樹狀陣列比線段樹優秀的一點就是它的空間就小一半。我們只用開乙個大小為n的陣列,存的樣子大概像這樣:

什麼意思呢?看到這個樹形結構了麼?

不好說明,舉個例子:2號點存1-2的和;8號點存1-8的和;10號點存9-10的和;13號點存13-13的和;5號點存5-5的和。

然後我們就可以做到(單點修改,區間求和

我們來看一道題:p3374 【模板】樹狀陣列 1

我們再引入乙個概念:lo

wbit

(x)=

x low

bit(

x)=x

的2的最大次冪。舉個例子:lo

wbit

(6)=

2(6=

2∗3)

;low

bit(

12)=4

(12=4

∗3) low

bit(

6)=2

(6=2

∗3);

lowb

it(12

)=4(

12=4∗

3)。然後我們就可以lo

gnl og

n求字首和了,查詢時每次−l

owbi

t(x)

− lo

wbit

(x),然後把那乙個位置裡的和加入an

s ans

裡。再舉個例子,求7的字首和:7—

—6(7

−low

bit(

7))—

—4(6

−low

bit(

6))—

—0(4

−low

bit(

4)) 7——

6(7−

lowb

it(7

))——

4(6−

lowb

it(6

))——

0(4−

lowb

it(4

))到0就結束。

從圖里可以發現,我們正好把每個7前面的數都加了一遍。原理就是lo

wbit

(x) low

bit(

x)其實表示

x x

的管理範圍。

然後考慮修改:修改時每次+l

owbi

t(x)

' role="presentation" style="position: relative;">+lo

wbit

(x)+

lowb

it(x

),然後修改那一位置的值,我們就可以把所有實際管理

x x

的格仔修改掉了。可以自己手動模擬一下,我就不舉例子了。

然後字首和相減,我們很容易可以過這道題。

接著我們在來看一道題:p3368 【模板】樹狀陣列 2

誒,這道題要求我們(區間修改,單點查詢)。

看似剛剛那種方法已經無解了,顯然無法區間修改,我們每一次單點修改複雜度就是lo

gn' role="presentation" style="position: relative;">log

nlog

n的,要是一段區間的話豈不是coldcold。那我們要想個辦法把區間修改變為單點修改。於是很容易會想到差分。然後我們很驚奇地發現查詢操作也很簡單了。考慮我們以前差分後統計答案的方法,其實就是這個點前面的字首和。這不是可以用樹狀陣列輕鬆解決麼?

舉個例子:[3,6] +2,3號點+2,7號點-2。

查詢4號點,求四號點字首和。

用我們剛剛那種方法維護陣列即可。

我們樹狀陣列就講完了,是不是很簡單呢,時間上吊打線段樹。

誒,不對啊,你還沒講lo

wbit

l ow

bit怎麼求。

啪!!!

哦~其實你可以腦補出一種方法,據說考場上各路大佬現推公式都可以求。只要時間控制在o(

1)o (1

)即可。這裡提供一種簡單方法:

lowbit(x)=(-x)&x;

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