称谓:
从刘汝佳的书中得知,“这种数据结构在学术界没有统一的术语,但线段树是最常见的叫法。其他叫法包括区间树(interval
tree)、范围树(range
tree)等,但这些属于在特定的场合(如计算几何)中有着特殊的意义”。怎么叫看读者的心情,以下统一用线段树称呼。
先来作一些了解:
线段树是一棵二叉树,它的左右儿子也都是一棵线段树。(定义)
线段树也叫区间树,为什么叫它区间树呢?因为线段树是一种基于区间的数据结构。
线段树的每个节点代表一个区间
[l,r],其中存储的是这个区间的特定值。
例如rmq(range minimum/maximum
query,范围最大/最小值)问题,给出n个元素的数组,查询任意区间内的元素最大/最小值。
这个问题就是基于区间查询的,需要用到线段树,而它节点中存储的特定值就是所代表区间的最大/最小值。
某个节点代表区间 [l,r],其两个儿子节点代表区间分别为
[l,mid],[mid+1,r]( mid = (l+r)/2 )。
线段树的操作:
1、点修改
在[l,r]中修改[ll,rr](ll=rr)的时候有两种情况。
第一种,[ll,rr]被[l,mid]包含,此时直接在[l,mid]中修改[ll,rr]
第二种,[ll,rr]被[mid+1,r]包含,此时直接在[mid+1,r]中修改[ll,rr](同理)
然后递归更新父亲。
不用考虑被截断(因为只是一个点)。
2、区间修改
在[l,r]中修改[ll,rr](ll<rr)的时候有三种情况。
第三种,较复杂的一种,[ll,rr]被mid从中截断,此时在[l,mid]中修改[ll,mid],在[mid+1,r]中修改[mid+1,rr],然后将两个查询得到的结果进行update,递归更新父亲。
这样便处理完了修改。
线段树的应用:
rmq问题,存储值,优化dp。
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