线段树是一种专用于处理区间查询的数据结构,在解决范围内的查询和更新操作时具有高效性能。在本文中,我们将深入讲解Python中的线段树,包括线段树的基本概念、构建、查询和更新操作,并使用代码示例演示线段树的使用。
数据结构是计算机科学中的一个重要概念,它描述了数据之间的组织方式和关系,以及对这些数据的访问和操作。常见的数据结构有:数组、链表、栈、队列、哈希表、树、堆和图。
树指的是我从来没听过的线段树。方法是Lazy Propagation in Segment Tree(线段树的惰性传播)。
(注:由于线段树的每个节点代表一个区间,以下叙述中不区分节点和区间,只是根据语境需要,选择合适的词) 线段树本质上是维护下标为1,2,…,n的n个按顺序排列的数的信息,所以,其实是“点树”,是维护n的点的信息,至于每个点的数据的含义可以有很多, 在对线段操作的线段树中,每个点代表一条线段,在用线段树维护数列信息的时候,每个点代表一个数,但本质上都是每个点代表一个数。以下,在讨论线段树的时候,区间[L,R]指的是下标从L到R的这(R-L+1)个数,而不是指一条连续的线段。只是有时候这些数代表实际上一条线段的统计结果而已。
大家好,欢迎阅读周三算法数据结构专题,今天我们来聊聊一个新的数据结构,叫做线段树。
线段树(Segment Tree)也叫区间树,其本质上是一种二分搜索树,不同点在于线段树中每个节点不再是存放单纯的元素,而是存放了一个可以表示区间的值,通常是该区间合并后的值。并且每个区间会被平均分为2个子区间,作为它的左右子节点。比如说根节点存放了区间 [1,10],那么就会被分为区间 [1,5] 作为左子节点,区间 [6,10] 作为右子节点。
线段树(segment tree)是一种二叉搜索树,它的每一个结点对应着一个区间[L,R],叶子节点对应的是一个单位区间,即L==R。
最经典的线段树问题:区间染色 有一面墙 ,长度为n,每次选择一段儿墙进行染色,m次操作后,我们可以看见多少种颜色?
线段树是一棵二叉树,他的每个节点包含了两个额外的属性start和end用于表示该节点所代表的区间。start和end都是整数,并按照如下的方式赋值:
每次将区间的长度一分为二,区间存储的左右边界 [[start,end]/[left,right]]
在计算机科学和算法领域,区间操作问题是一类常见且重要的问题,它们涉及到在一维数据结构中执行查询和更新操作。线段树是一种用于解决这类问题的强大数据结构。
假设现在有 n 个数,编号为 0 ~ n-1。现在,每一次会给你一个区间 [a, b] (0 <= a <= b < n),要求给出这 n 个数中编号在区间 [a, b] 中的数字的和、区间 [a, b] 中的最大数字。
我们主要是讲代码实现,不是讲基本原理! 什么是线段树? 线段树是一种二叉搜索树,与区间树相似,它将一个区间划分成一些单元区间,每个单元区间对应线段树中的一个叶结点。 使用线段树可以快速的查找某一个节点在若干条线段中出现的次数,时间复杂度为O(logN)。而未优化的空间复杂度为2N,实际应用时一般还要开4N的数组以免越界,因此有时需要离散化让空间压缩。 定义 线段树是一种二叉搜索树,与区间树相似,它将一个区间划分成一些单元区间,每个单元区间对应线段树中的一个叶结点。 [1] 对于线段树中的每一个非
如果我们要求一个数组内任意区间的和,那么很容易想到用前缀和的方式去实现,每次计算任意区间和的时间复杂度都是O(1)。但是如果现在能对数组的任意一项进行修改,那么为了保证前缀和仍然有效,最坏情况下必须去更新前缀和数组的每一项,这样修改数据造成的时间复杂度是O(n)。所以线段树由此而生,它的目标也是求数组内任意区间的和,但对于数据的修改,它的时间复杂度只需要O(log n)。
1195 Mobile phones 树状数组 题解
1、什么是线段树(也称为区间树)Segment Tree。为什么使用线段树,线段树解决了什么问题,对于有一类问题,我们关心的是线段(或者区间)。
线段树是一个复杂的数据结构,比较难理解,也比较难解释清楚。在我将这个数据结构反复学习了五遍的时候,我终于有了信心写出这篇介绍线段树的文章。希望大家能够掌握这种数据结构。
线段树的入门级 总结 线段树是一种二叉搜索树,与区间树相似,它将一个区间划分成一些单元区间,每个单元区间对应线段树中的一个叶结点。 对于线段树中的每一个非叶子节点[a,b],它的左儿子表示的区间为[a,(a+b)/2],右儿子表示的区间为[(a+b)/2+1,b]。因此线段树是平衡二叉树,最后的子节点数目为N,即整个线段区间的长度。 使用线段树可以快速的查找某一个节点在若干条线段中出现的次数,时间复杂度为O(logN)。而未优化的空间复杂度为2N,因此有时需要离散化让空间
今天是机器学习的第15篇文章,之前的文章当中讲了Kmeans的相关优化,还讲了大名鼎鼎的EM算法。有些小伙伴表示喜欢看这些硬核的,于是今天上点硬菜,我们来看一个机器学习领域经常用到的数据结构——KD-Tree。
很多学校流行一种比较的习惯。老师们很喜欢询问,从某某到某某当中,分数最高的是多少。 这让很多学生很反感。 不管你喜不喜欢,现在需要你做的是,就是按照老师的要求,写一个程序,模拟老师的询问。当然,老师有时候需要更新某位同学的成绩。
线段树可以做很多事情,树状数组能做的线段树都能够实现。原理上线段树是一个非常简单的数据结构,但是在代码上比树状数组麻烦。线段树和树状数组都是维护一个序列,但是线段树可以进行的操作有很多,基本没有什么限制,不仅仅可以做单点,还可以做比如“区间的最大值”、“区间减法”、“染色”、“区间面积”、“长度”、“最大连续和”等等。
1、给定一个整数数组 nums,求出数组从索引 i 到 j (i ≤ j) 范围内元素的总和,包含 i, j 两点。
线段树用于处理区间数据的更新与查询问题,不考虑往区间中增加与删除数据的,主要用于统计数据方面的需求,在更新与查询的时间复杂度都为logn级别。线段树不属于完全二叉树,但属于平衡二叉树。
线段树是算法竞赛中常用的用来维护 区间信息 的数据结构。线段树可以在 O(\log_{2}{N}) 的时间复杂度内实现单点修改、区间修改、区间查询等操作。
有一份航班预订表 bookings,表中第 条预订记录 意味着在从 到 (包含 和 )的 每个航班 上预订了 个座位。
我们在刷题时经常会遇到和区间有关的题目,最典型的是区间求和,给你一个数组,求出从 到 这一段子区间的所有元素的和。比如leetcode 307.区域检索-数组可修改
线段树算是比较难的一个数据结构,当时我高中提高组就没学懂,细数我学线段树也学了4遍,最早学的时候一脸懵逼,最近在刷题中发现其在蓝桥杯中也有考察,就寻思写一篇博客来巩固。
如果(a < b – 1){分别计算a、b的次数和线段树[a + 1, b – 1)的次数,取大(小)的一项};
就是一种线段树。(废话) 与普通线段树相比,zkw线段树更快、更短小。 本篇博客讲一个例题:Luogu P3372
这一篇是典型的线段树算法,这个算法在日常工作中可能非常少见,因为可以被常规算法所取代,但是在问题达到一定数量级之后,常规算法是很难搞定类似问题的,可以说线段树是高级算法中非常低调的一种,也许在某些关键时刻能让你化险为夷。
算法的重要性,我就不多说了吧,想去大厂,就必须要经过基础知识和业务逻辑面试+算法面试。所以,为了提高大家的算法能力,这个公众号后续每天带大家做一道算法题,题目就从LeetCode上面选 !
基础数据结构 例题 例题1 UVa11995 AC I Can Guess the Data Structure! ADT 题解 例题2 UVa11991 AC Easy Problem from Rujia Liu 排序或者善用STL 题解 例题3 LA3135 AC Argus 优先队列;模拟 题解 例题4 UVa11997 AC K Smallest Sums 优先队列;有序表合并 题解 例题5 LA3644 AC X-Plosives 并查集
是用来存放给定区间(segment, or interval)内对应信息的一种数据结构。与树状数组(binary indexed tree)相似,线段树也用来处理数组相应的区间查询(range query)和元素更新(update)操作。与树状数组不同的是,线段树不止可以适用于区间求和的查询,也可以进行区间最大值,区间最小值(Range Minimum/Maximum Query problem)或者区间异或值的查询。
前言 树链剖分是什么? 树链剖分,说白了就是一种让你代码不得不强行增加1k的数据结构-dms 个人理解:+1:joy: 有什么用? 证明出题人非常毒瘤 可以非常友(bao)好(li)的解决一些树上问题:grimacing: (友情提示:学树链剖分之前请先掌握线段树) 核心思想 树链剖分的思想比较神奇 它的思想是:把一棵树拆成若干个不相交的链,然后用一些数据结构去维护这些链 那么问题来了 如何把树拆成链? 首先明确一些定义 重儿子:该节点的子树中,节点个数最多的子树的根节点(也就是和该节点相连的点)
线段树是把数组构建一个棵满二叉树的形式, 然后通过局部的更新,在数组求和的情况下可以通过log(n)的时间复杂,快速实现局部求和的。
主席树又叫函数式线段树,又名可持久化线段树。所以主席树的名称与他的功能一点关系都没有。 主席树的时空复杂度为O(n logn)。
对于有一类问题,时常关注的是一个区间或者是一个线段,那么就可以使用线段树来解决。比较经典的问题,就是区间染色问题:有一面墙,长度为n,每次选择一段墙来染色,一开始4-6绘制成黄色,然后1-10绘制蓝色,2-7绘制红色,若干次绘色之后能看见多少种颜色,或者是在区间「i,j」区间里面可以看到多少种颜色。所以主要有两个操作,染色操作和查询操作。使用数组操作其实是可以的,染色就只需要把对应下标的内容,修改就好了;查找只需要遍历,这样复杂度就都是
今天的算法可能有点难,但是如果我们只需要会使用 RMQ 问题的 ST 算法模板,这种程度就已经可以了!因为 RMQ 问题除了最优解的 ST 算法,剩下的都是高级数据结构的应用,例如:线段树、树状数组、Splay、Treap 甚至是主席树(额,我什么都没有暗示,业界就是这个名字)。好了今天我们从两个角度来解决这个问题。ST 算法和线段树。当然如果你对高级数据结构感兴趣,我也会在以后的文章中更新这个系列。
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如果要求区间[a,b]的和,那第一想法就是直接遍历区间[a,b],把所有的加起来就行了。但这样效率太低,总共进行b-a+1次操作,O(n)复杂度。
RMQ (Range Minimum/Maximum Query)问题是指: 对于长度为n的数列A,回答若干询问RMQ(A,i,j)(i,j<=n),返回数列A中下标在[i,j]里的最小(大)值,也就是说,RMQ问题是指求区间最值的问题 主要方法及复杂度(处理复杂度和查询复杂度)如下: 1.朴素(即搜索) O(n)-O(n) 2.线段树(segment tree) O(n)-O(qlogn) 3.ST(实质是动态规划) O(nlogn)-O(1) 线段树方法: 线段树能在对数时间内
「这次练习用的数也太大了吧,我怎么记得住。」线段树小声嘀咕着,「我用所有的手指也只能数到 10231023 。」
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大家好,今天给大家介绍一种新的非常非常实用的数据结构。大家学会了之后,应对各大公司的面试题以及LeetCode等网站的刷题都会用得到,也是广大acmer的入门数据结构之一。
观察之后不难发现,我们对于行和列需要支持的操作都是相同的:找到第\(k\)大的元素并删除,在末尾插入一个元素
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