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树状数组
阅读量:6251 次
发布时间:2019-06-22

本文共 1555 字,大约阅读时间需要 5 分钟。

hot3.png

来源:

树状数组是一个查询和修改复杂度都为log(n)级别的区间统计的数据结构,在思想上类似于线段树。

相比线段树,树状数组需要的空间较少,编程复杂度也较低,但适用范围比线段树小。

来观察一下这个图:

令这棵树的结点编号为C1,C2...Cn。令每个结点的值为这棵树的值的总和,那么容易发现:

C1 = A1
C2 = A1 + A2
C3 = A3
C4 = A1 + A2 + A3 + A4
C5 = A5
C6 = A5 + A6
C7 = A7
C8 = A1 + A2 + A3 + A4 + A5 + A6 + A7 + A8
...
C16 = A1 + A2 + A3 + A4 + A5 + A6 + A7 + A8 + A9 + A10 + A11 + A12 + A13 + A14 + A15 + A16
这里有一个有趣的性质,下午推了一下发现:
设节点编号为x,那么这个节点管辖的区间为2^k(其中k为x二进制末尾0的个数)个元素。因为这个区间最后一个元素必然为Ax,
所以很明显:Cn = A(n – 2^k + 1) + ... + An
算这个2^k有一个快捷的办法,定义一个函数如下即可:

int lowbit(int x)

{

   return x&(x^(x–1));

}

利用机器补码的特点,这个函数可以改得更方便

int lowbit(int i)

{

   return i&(-i);

}

如果要把a[n]增加m,可以通过调用如下函数实现

void add(int i,int v)

{

   while (i<=n)

   {

      a[i]+=v;

      i+=lowbit(i);

   }

}

如果要统计a[1]到a[n]之间的和,可以通过调用如下函数实现

int sum(int i)

{

   int s=0;

   while (i>0)

   {

      s+=a[i];

      i-=lowbit(i);

   }

   return s;

}

java:

package tree_array;public class TreeArray {		private int A[];	private int n;	public TreeArray (int n) {		A = new int[n+1];		this.n = n;	}	// 求2^k	public int lowbit(int x) {		return x & ( x ^ (x-1));	}	// A[pos]增加m	public void add(int pos, int m) {		while(pos <= n) {			A[pos] += m;			pos += lowbit(pos);		}	}	// 求前n项和	public int sum(int end) {		int result = 0;		while(end > 0) {			result += A[end];			end -= lowbit(end);		}		return result;	}	public static void main(String[] args) {		TreeArray treeArr = new TreeArray(10);		for (int i = 1; i <= 10; i++)			treeArr.add(i, i);		System.out.println(treeArr.sum(10));		System.out.println(treeArr.sum(5));	}}

这是一维的情况,很容易能推广到二维。

POJ上用到树状数组的题目:

 

转载于:https://my.oschina.net/skyhacker2/blog/78452

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