STL++?pb_ds平板电视初步探索

什么是pb_ds?

除了众所周知的STL库，c++还自带了ext库（应该可以这么叫吧），其中有用pb_ds命名的名称空间（俗称平板电视）。这个名称空间下有四个数据类型结构。这些都是鲜为人知的。经过测试目前所有的OJ都支持pb_ds库，OI据说也支持。网上资料显示只要是稍微高级一点的linux判卷机都是支持的。这个库的网上资料甚少，百度wiki也没有找到相关的词条，我靠东拼西凑凑出来这么一篇不成形的博客，以后也会继续研究更新

pb_ds包含的数据结构

导言

要想运用pb_ds库有两种方法

①直接使用

#include<bits/extc++.h>
using namespace __gnu_pbds;//两个_在gnu前面

但是可惜的是这个头文件大部分的oj还是不支持的，并且本地的dev也不支持，所以还是不要这么写的好

②按照需求写头文件

#include <bits/stdc++.h>
#include <ext/pb_ds/assco_container.hpp>//这个必须在各个pb_ds的数据结构之前写，不知道为啥
using namespace __gnu_pbds;

①哈希

哈希大家都知道，就是一种映射。但是我们STL中已经有map了，这个还有什么用呢？实际上根据网上资料显示这个hash_table比map要快map是nlogn这个是n。

头文件

#include <ext/pb_ds/hash_policy.hpp>

定义方法有两种

cc_hash_table<int,bool> h;
gp_hash_table<int,bool> h;

根据网上的大佬评测后者速度更快一些。

具体用法跟map相似不在赘述，下面摆一个示例用pb_ds库中的哈希做的a+b且在QLUOJ上通过

#include <bits/stdc++.h>
#include <ext/pb_ds/assoc_container.hpp>
#include <ext/pb_ds/hash_policy.hpp>
using namespace std;
using namespace __gnu_pbds;
gp_hash_table<long long,long long> mp;
int main()
{
  ios::sync_with_stdio(0);
  cin.tie(0);
  cout.tie(0);
  long long a,b;
  cin>>a>>b;
  mp[0]=a;
  mp[1]=b;
  cout<<mp[0]+mp[1];
}

感觉可以是map的上位替换

②堆（优先队列）

基本运用与STL的优先队列没有什么其他的区别，多了堆的合并操作和分离操作

头文件

#include <ext/pb_ds/priority_queue_policy,hpp>//真的长

定义方法

priority_queue<int,greater<int>,TAG> Q;
第一个参数是数据类型
第二个是排序方式
第三个是堆的类型
其中堆的类型有下面几种
pairing_heap_tag
thin_heap_tag
binomial_heap_tag
rc_binomial_heap_tag
binary_heap_tag
其中pairing_heap_tag最快
并且这个东西是带默认参数的，只需要定义一个int也可以

①join函数

#include <bits/stdc++.h>
#include <ext/pb_ds/assoc_container.hpp>
#include <ext/pb_ds/priority_queue.hpp>
using namespace std;
//using namespace __gnu_pbds;
 __gnu_pbds::priority_queue<int> a,b;//注意这个地方为了避免与std的stl发生冲突，所以带上名称空间
int main()
{
  ios::sync_with_stdio(0);
  cin.tie(0);
  cout.tie(0);
  int n,m;
  cin>>n>>m;
  while(n--)
  {
    int t1;
    cin>>t1;
    a.push(t1);
  }
  while(m--)
  {
    int t1;
    cin>>t1;
    b.push(t1);
  }
  a.join(b);
  while(a.size())
  {
    cout<<a.top()<<" ";
    a.pop();
  }
}

这样会把两个优先队列合并成一个，b优先队列清空

结果

②split函数用法

此处省略，材料过少无法知道split函数的第一个参数的具体意思

③trie字典树

我觉得完全没有什么卵用的东西，只能完成基本的模板操作，而且不知道为啥我试了试还超时，是不是我姿势不对，网上也说没啥用

头文件

#include<ext/pb_ds/trie_policy.hpp>

具体用法(这里复制了洛谷日报第三十九期）

typedef trie<string,null_type,trie_string_access_traits<>,pat_trie_tag,trie_prefix_search_node_update> tr;
//第一个参数必须为字符串类型，tag也有别的tag，但pat最快，与tree相同，node_update支持自定义
tr.insert(s); //插入s
tr.erase(s); //删除s
tr.join(b); //将b并入tr
pair//pair的使用如下：
pair<tr::iterator,tr::iterator> range=base.prefix_range(x);
for(tr::iterator it=range.first;it!=range.second;it++)
    cout<<*it<<' '<<endl;
//pair中第一个是起始迭代器，第二个是终止迭代器，遍历过去就可以找到所有字符串了。

遍历一个前缀所包含的单词数(hdu1251 TLE)可能是我的操作问题。。。

#include <bits/stdc++.h>
#include <ext/pb_ds/assoc_container.hpp>
#include <ext/pb_ds/trie_policy.hpp>
using namespace std;
using namespace __gnu_pbds;
typedef trie<string,null_type,trie_string_access_traits<>,pat_trie_tag,trie_prefix_search_node_update> tr;
int main()
{
  ios::sync_with_stdio(0);
  cin.tie(0);
  cout.tie(0);
  tr base;
  string a;
  while(getline(cin,a))
  {
    if(a.size()==0)
    break;
    else
    base.insert(a);
  }
  string b;
  while(getline(cin,b))
  {
    int sum=0;
    auto range=base.prefix_range(b);
    for(auto it=range.first;it!=range.second;it++)
    sum++;
    cout<<sum<<"\n";
  }
}

反正trie建议手搓

④平衡树

这个真心的感觉是这里面最牛逼的，所以我放倒了压轴的位置。唯一需要注意的是这个平衡树是set的形状，也就是说他是会自动去重的。。。当然也可以不自动去重，但是目前我还没有研究出来

头文件

#include <ext/pb_ds/tree_policy.hpp>

具体用法

可以理解为是set++
tree<int,null_type,less<int>,rb_tree_tag,tree_order_statistics_node_update> tr;
第一个参数是数据类型
第二个参数是没有映射直接照抄即可
第三个排序方式
第四个是平衡树的类型，这里网上一致认为红黑树最快，好像比手搓的还快？
第五个是自定义节点更新方式（这个可以自定义，但是我目前不会）

//这一部分更改于洛谷日报第39期
tr.insert(x); //插入;
tr.erase(x); //删除;
tr.order_of_key(x); //求排名
tr.find_by_order(x-1); //找k小值，返回迭代器
tr.join(b); //将b并入tr，前提是两棵树类型一样且没有重复元素
tr.split(v,b); //分裂，key小于等于v的元素属于tr，其余的属于b
tr.lower_bound(x); //返回第一个大于等于x的元素的迭代器
tr.upper_bound(x); //返回第一个大于x的元素的迭代器
//以上所有操作的时间复杂度均为O(logn)

完整代码

1.插入x数
2.删除x数(若有多个相同的数，因只删除一个)
3.查询x数的排名(排名定义为比当前数小的数的个数+1。若有多个相同的数，因输出最小的排名)
4.查询排名为x的数
5.求x的前驱(前驱定义为小于x，且最大的数)
6.求x的后继(后继定义为大于x，且最小的数)
#include <bits/stdc++.h>
#include <ext/pb_ds/assoc_container.hpp>
#include <ext/pb_ds/tree_policy.hpp>
using namespace std;
using namespace __gnu_pbds;
tree<int,null_type,less<int>,rb_tree_tag,tree_order_statistics_node_update> a;
int main()
{
	ios::sync_with_stdio(0);
	cin.tie(0);
	cout.tie(0);
  int n;
  cin>>n;
  while(n--)
  {
    int t1,t2;
    cin>>t1>>t2;
    if(t1==1)
    a.insert(t2);
    else if(t1==2)
    a.erase(t2);
    else if(t1==3)
    cout<<a.order_of_key(t2)<<"\n";
    else if(t1==4)
    cout<<*a.find_by_order(t2-1)<<"\n";
    else if(t1==5)
    cout<<*--a.lower_bound(t2)<<"\n";
    else if(t1==6)
    cout<<*a.upper_bound(t2)<<"\n";
  }
}