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树状数组整理(2.区间修改、二维)

2024/3/27 3:33:00发布43次查看
1.区间整体加一个数,单点求: 已经很常用的方法了,就当成有多少线段覆盖,对a[l,r]k的操作转化为对辅助数组b[l]k,b[r1]-k,树状数组维护b[i]前缀和就好…… 具体来说,是对a[i]差分后生成新数组b[i],使得b[i]=a[i]-a[i-1],这样成段修改时: 对il或ir1,a
1.区间整体加一个数,单点求值:
已经很常用的方法了,就当成有多少线段覆盖,对a[l,r]+k的操作转化为对辅助数组b[l]+k,b[r+1]-k,树状数组维护b[i]前缀和就好……
具体来说,是对a[i]差分后生成新数组b[i],使得b[i]=a[i]-a[i-1],这样成段修改时:
    对ir+1,a[i]值不变故b[i]不变;l    但b[l]'=(a[l]+k)-a[l-1]=b[l]+k;b[r+1]'=a[r+1]-(a[r]+k)=b[r+1]-k。
同时对b[i]求前缀和会发现:
    sum(p)=b[1]+b[2]+...+b[p]=(a[1]-a[0])+(a[2]-a[1])+...+(b[p]-b[p-1])=a[p]-a[0]=a[p]
这样单点求值的方式也出来了,上代码(套用了下原始的bit):
struct bit_ex { bit t; void init(int s) {t.init(s);} void change(int l, int r, _int k) {t.change(l,k); t.change(r+1,-k);} _int get(int p) {return t.sum(p);}};
2.区间整体加一个数,求区间和(前缀和):
好像不是很常见,普及推广一下……
区间整体的修改已经搞出来,肯定是要继续用结论了……
上面差分数组得出了sum(p)=a[p],这里求前缀和当然是求a[0]+a[1]+...+a[p]了~剩下的全是算数
a[0]+a[1]+a[2]+a[3]+...+a[p]=0+sum(1)+sum(2)+sum(3)+...+a[p]=(b[1])+(b[1]+b[2])+(b[1]+b[2]+b[3])+...+(b[1]+...+b[p])
b[1]在sum(1..p)中都出现,共p次,b[2]在sum(2..p)出现(p-1)次,类推可得
原式=p*b[1]+(p-1)*b[2]+(p-2)*b[3]+...+1*b[p]
本来想把每一项当成一个整体用bit搞,但发现对于不同的p值,每项也会跟着变,显然没办法……
这里看到前面系数和b[]的下标和都是(p+1),考虑逆用倒序相加大法:
原式=(p+1)*(b[1]+b[2]+b[3]+...+b[p])-(1*b[1]+2*b[2]+3*b[3]+...+p*b[p])
前面括号里是直接对b[i]求的前缀和,后面括号是对i*b[i]求前缀和——系数和下标一致的项出来了!
好,这样我们可以搞两个bit,一个是维护b[i]的前缀和,一个维护i*b[i]的前缀和,维护方法同上
为了减少依赖所以这里仍然套了原始bit,套bit_ex会更好写,上代码:
struct bit_im { bit t1; bit t2; void init(int s) {t1.init(s); t2.init(s);} void chage(_int l, _int r, _int k) { t1.change(l,k); t1.change(r+1,-k); t2.change(l,l*k); t2.change(r+1,-(r+1)*k); } _int sum(_int p) {return (p+1)*t1.sum(p)-t2.sum(p);}};
3.二维(多维)树状数组:
一维是前缀和,sum(p)=sum{a[i],i二维的话,sum(x,y)=sum{a[i][j],i多维类似,只讨论二维
静态维护很简单:
for (int i=1; i这样如果求(x1,y1)-(x2,y2)构成的矩形和,ans=s[x2][y2]-s[x1-1][y2]-s[x2,y1-1]+s[x1-1][y1-1]
那么动态维护呢?首先对(a[i])[]这个数组可以用bit来维护一个前缀和,再维护维护(a[i])[]前缀和bit的前缀和……好绕
总之呢,可以先用一组bit可以维护多条平行线上的和,再用一个和它们正交的bit把它们挂进去维护,此时原来那组bit的意义其实已经变了……
这个思路比较像下面这段代码(鸣谢mlzmlz95):
for(i=1;i那么上代码:
struct bit_2d { bit c[n]; int n; void init(int s1,int s2) {n=s1; while (s1) c[s1--].init(s2);} void change(int x,int y,int k) {for (; x这个实现中,我们通过外层bit来确定里层bit的更新,初始化要把它们循环一遍设定好尺寸
至于3d,那就再挂个2d吧,不过求一个长方体和的公式有点复杂>_那么想搞多维难道就要把前面所有维的写出来吗……太麻烦了,我们直接手工inline一下,再稍作修改:
struct bit_2d_in { int c[n][m],n,m; void init(int s1,int s2) {n=s1; m=s2; memset(c,0,sizeof(c));} void change(int xx,int yy,int k) { for (int x=xx; x这个实现中,我们可以看出来这两重循环直接控制好了下标,那么多维直接加几重循环就完事了,xx,yy当参数名可以在后面循环写x,y,我懒……
没了……其实全文可能没啥新鲜的
下期预告:邪道(写萎)的bit

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