Java线段树
线段树不是完全二叉树,是平衡二叉树
堆也是平衡二叉树
堆满二叉树:
h层,一共有2^h-1个节点(大约是2^h)
最后一层(h-1层)有2^(h-1)个节点
最后一层的节点数大致等于前面所有层节点之和
如果区间有n个元素,数组表示需要4n的空间
不考虑添加元素,使用4n的静态空间即可
接口:
public interface Merger<E> {
E merge(E a, E b);
}
public class SegmentTree<E> {
private E[] tree;
private E[] data;
private Merger<E> merger;
public SegmentTree(E[] arr, Merger<E> merger){
this.merger = merger;
data = (E[])new Object[arr.length];
for(int i = 0 ; i < arr.length ; i ++)
data[i] = arr[i];
tree = (E[])new Object[4 * arr.length];
buildSegmentTree(0, 0, arr.length - 1);
}
// 在treeIndex的位置创建表示区间[l...r]的线段树
private void buildSegmentTree(int treeIndex, int l, int r){
if(l == r){
tree[treeIndex] = data[l];
return;
}
int leftTreeIndex = leftChild(treeIndex);
int rightTreeIndex = rightChild(treeIndex);
// int mid = (l + r) / 2;
int mid = l + (r - l) / 2;
buildSegmentTree(leftTreeIndex, l, mid);
buildSegmentTree(rightTreeIndex, mid + 1, r);
tree[treeIndex] = merger.merge(tree[leftTreeIndex], tree[rightTreeIndex]);
}
public int getSize(){
return data.length;
}
public E get(int index){
if(index < 0 || index >= data.length)
throw new IllegalArgumentException("Index is illegal.");
return data[index];
}
// 返回完全二叉树的数组表示中,一个索引所表示的元素的左孩子节点的索引
private int leftChild(int index){
return 2*index + 1;
}
// 返回完全二叉树的数组表示中,一个索引所表示的元素的右孩子节点的索引
private int rightChild(int index){
return 2*index + 2;
}
@Override
public String toString(){
StringBuilder res = new StringBuilder();
res.append('[');
for(int i = 0 ; i < tree.length ; i ++){
if(tree[i] != null)
res.append(tree[i]);
else
res.append("null");
if(i != tree.length - 1)
res.append(", ");
}
res.append(']');
return res.toString();
}
}
测试:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Integer[] nums = {-2, 0, 3, -5, 2, -1};
// SegmentTree<Integer> segTree = new SegmentTree<>(nums,
// new Merger<Integer>() {
// @Override
// public Integer merge(Integer a, Integer b) {
// return a + b;
// }
// });
SegmentTree<Integer> segTree = new SegmentTree<>(nums,
(a, b) -> a + b);
System.out.println(segTree);
}
}
查找方法:
// 返回区间[queryL, queryR]的值
public E query(int queryL, int queryR){ if(queryL < 0 || queryL >= data.length ||
queryR < 0 || queryR >= data.length || queryL > queryR)
throw new IllegalArgumentException("Index is illegal."); return query(0, 0, data.length - 1, queryL, queryR);
} // 在以treeIndex为根的线段树中[l...r]的范围里,搜索区间[queryL...queryR]的值
private E query(int treeIndex, int l, int r, int queryL, int queryR){ if(l == queryL && r == queryR)
return tree[treeIndex]; int mid = l + (r - l) / 2;
// treeIndex的节点分为[l...mid]和[mid+1...r]两部分 int leftTreeIndex = leftChild(treeIndex);
int rightTreeIndex = rightChild(treeIndex);
if(queryL >= mid + 1)
return query(rightTreeIndex, mid + 1, r, queryL, queryR);
else if(queryR <= mid)
return query(leftTreeIndex, l, mid, queryL, queryR); E leftResult = query(leftTreeIndex, l, mid, queryL, mid);
E rightResult = query(rightTreeIndex, mid + 1, r, mid + 1, queryR);
return merger.merge(leftResult, rightResult);
}
public class Main {
public static void main(String[] args){
Integer[] nums={-2,0,3,-5,2,-1};
SegmentTree<Integer> segTree = new SegmentTree<>(nums,
(a, b) -> a + b);
System.out.println(segTree.query(0, 2));
}
}

线段树添加:
public class NumArray {
private SegmentTree<Integer> segmentTree;
public NumArray(int[] nums){
if(nums.length>0){
Integer[] data=new Integer[nums.length];
for(int i=0;i<nums.length;i++)
data[i]=nums[i];
segmentTree =new SegmentTree<>(data, (a,b)->a+b);
}
}
public int sumRange(int i,int j){
if(segmentTree==null)
throw new IllegalArgumentException("Segment Tree is null");
return segmentTree.query(i, j);
}
}
不用线段树添加:
public class NumArray2 {
private int[] sum;//sum[i]存储前i个元素和 sum[0]=0
public NumArray2(int[] nums){
sum=new int[nums.length+1];
sum[0]=0;
for(int i=01;i<sum.length;i++)
sum[i]=sum[i-1]+nums[i-1];
}
public int sumRange(int i,int j){
return sum[j+1]-sum[i];
}
}
不用线段树修改:(效率很低)
public class NumArray3 {
private int[] sum;
private int[] data;
public NumArray3(int[] nums){
data=new int[nums.length];
for(int i=0;i<data.length;i++)
data[i]=nums[i];
sum=new int[nums.length+1];
sum[0]=0;
for(int i=1;i<sum.length;i++)
sum[i]=sum[i-1]+nums[i-1];
}
public void update(int index,int val){
data[index]=val;
for(int i=index+1;i<sum.length;i++)
sum[i]=sum[i-1]+data[i-1];
}
public int sumRange(int i,int j){
return sum[j+1]-sum[i];
}
}
用线段树更新:
//将index位置的值,更新为e
public void set(int index,E e){
if(index<0||index>=data.length)
throw new IllegalArgumentException("index is illegal");
data[index]=e;
set(0,0,data.length-1,index,e);
}
//在以treeIndex为根的线段树中更新index的值为e
private void set(int treeIndex,int l,int r,int index,E e){
if(l==r){
tree[treeIndex]=e;
return ;
}
int mid=l+(r-l)/2;
int leftTreeIndex=leftChild(treeIndex);
int rightTreeIndex=rightChild(treeIndex);
if(index>=mid+1)
set(rightTreeIndex, mid+1,r,index,e);
else
set(leftTreeIndex, l,mid,index,e);
tree[treeIndex]=merger.merge(tree[leftTreeIndex], tree[rightTreeIndex]);
}
public void update(int index,int val){
if(segmentTree==null)
throw new IllegalArgumentException("Segment Tree is null");
segmentTree.set(index,val);
}
Java线段树的更多相关文章
- [java线段树]2015上海邀请赛 D Doom
题意:n个数 m个询问 每个询问[l, r]的和, 再把[l, r]之间所有的数变为平方(模为9223372034707292160LL) 很明显的线段树 看到这个模(LLONG_MAX为922337 ...
- java——线段树 SegmentTree
应用: 区间染色 区间查询 线段树不是完全二叉树,线段树是平衡二叉树 使用数组来实现线段树:存储空间为4n 以下是使用数组实现的静态线段树: public class SegmentTree<E ...
- java 操作格子问题(线段树)
很久之前做过线段树的问题(操作格子),时间长了之后再次接触到,发现当初理解的不是很透彻,然后代码冗长,再遇到的时候发现自己甚至不能独立地完成这个问题. 所以算法这个东西啊, 第一,是要经常练习(我个人 ...
- Hdu 3564 Another LIS 线段树+LIS
Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others) Memory Limit: 65536/32768 K (Java/Others)Total Submission( ...
- HDU 3743 Frosh Week (线段树+离散化)
题目链接:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=3743 Frosh Week Time Limit : 2000/1000ms (Java/Other) ...
- hdu acm 1166 敌兵布阵 (线段树)
敌兵布阵 Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others) Memory Limit: 65536/32768 K (Java/Others) Total Submi ...
- hdu 1556:Color the ball(线段树,区间更新,经典题)
Color the ball Time Limit: 9000/3000 MS (Java/Others) Memory Limit: 32768/32768 K (Java/Others)To ...
- hdu 1698:Just a Hook(线段树,区间更新)
Just a Hook Time Limit: 4000/2000 MS (Java/Others) Memory Limit: 32768/32768 K (Java/Others)Total ...
- hdu 1754:I Hate It(线段树,入门题,RMQ问题)
I Hate It Time Limit: 9000/3000 MS (Java/Others) Memory Limit: 32768/32768 K (Java/Others)Total S ...
随机推荐
- 【BZOJ4000】[TJOI2015]棋盘(矩阵快速幂,动态规划)
[BZOJ4000][TJOI2015]棋盘(矩阵快速幂,动态规划) 题面 BZOJ 洛谷 题解 发现所有的东西都是从\(0\)开始编号的,所以状压只需要压一行就行了. 然后就可以随意矩乘了. #in ...
- Flex布局【弹性布局】学习
先让我们看看在原来的学习中遇到的问题 之前在软件工程的大作业中,自己从零开始学习如何开发一个网站,从页面,到后台,当然数据库是大二的必修课 在学习如何编写一个静态页面的时候,完全是自学,自己摸索,所以 ...
- logstash的output配置中指定elasticsearch的template
转自:https://blog.csdn.net/felix_yujing/article/details/78930389 之前采用的是通过filebeat收集nginx的日志,直接到elastic ...
- 通用权限管理系统之权限菜单zTree树的展示及移动的处理方法
在通用权限管理系统中,有很多数据结构是有父子关系的,如组织机构,部门,权限菜单等,在展示的时候,大多数是通过zTree树的形式展现的,如下: 权限菜单展示 这种数据后台输出比较容易处理,参考如下获取某 ...
- spring AOP的概念和使用
指路:http://www.cnblogs.com/liujiayun/p/5912628.html AOP的来源:OOP在一些重复代码的使用中,代码冗余比较多,利用AOP可以改善. 通过编写切面和切 ...
- (二叉树 递归) leetcode 889. Construct Binary Tree from Preorder and Postorder Traversal
Return any binary tree that matches the given preorder and postorder traversals. Values in the trave ...
- 复选框checkbox——用背景图片替换样式
input { border : none; display : inline-block; width : 25px; height : 25px; -webkit-apearance : none ...
- 分布式协调服务Zookeeper集群监控JMX和ZkWeb应用对比
分布式协调服务Zookeeper集群监控JMX和ZkWeb应用对比 作者:尹正杰 版权声明:原创作品,谢绝转载!否则将追究法律责任. JMX是用来远程监控Java应用的框架,这个也可以用来监控其他的J ...
- 【Unity游戏开发】记一次解决 LuaFunction has been disposed 的bug的过程
一.引子 RT,本篇博客记录的是马三的一次解决 LuaFunction has been disposed 的bug的全过程,事情还要从马三的自研框架 ColaFrameWork 说起.最近,马三在业 ...
- 解决reverse改变原数组
let arr =[1,2,3,4] console.log(arr) //[1,2,3,4] let arr2 = arr; console.log(arr2) //[4,3,2,1] consol ...