树状数组

维基百科树状数组二叉索引树(英语:Binary Indexed Tree),又以其发明者命名为Fenwick树,最早由Peter M. Fenwick于1994年以A New Data Structure for Cumulative Frequency Tables为题发表在SOFTWARE PRACTICE AND EXPERIENCE。

其初衷是解决数据压缩里的累积频率(Cumulative Frequency)的计算问题,现多用于高效计算数列的前缀和区间和

算法精妙之处:

  • lowbit()函数:返回二进制输入值最低位的1,如:11100==>100
int lowbit(int x) { return x & -x;}

利用上面的函数我们就可以构建出树状数组:

例如:值得注意的是以1开始

i 1 2 3 4 5 6
lowbit(i) 1 2 1 4 1 2
next(i) 2 4 4 8 6 8

输入:

input[i] = { 8, 9, 35, 5, 8, 47 }

  • input的树状数组:R为边界
  • 构建树状数组:
构建树状数组
  • 更新数组update(i, delta):sum[i] += delta

示例update(2, 3):关注第2个和第4个结点的变化

update
  • 查询前缀和query(i):查询第 i 个的前缀和

示例query(6):即sum[4] + sum[5] + sum[6]

Query
  • 时间复杂度:构建:O(N)、更新和查询:O(logN)

  • 空间复杂度:O(N)

Talk is cheap. Show me the code!

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

class FenwickTree {
public:
    FenwickTree(int n) : sum(n + 1, 0) {}

    void update(int i, int delta) {
        while (i < sum.size()) {
            sum[i] += delta;
            i += lowbit(i);
        }
    }

    int query(int i) {
        int s = 0;
        while (i < sum.size()) {
            s += sum[i];
            i -= lowbit(i);
        }
        return s;
    }

private:
    vector<int> sum;
    static inline int lowbit(int x) { return x & -x; }
};

试着挑战一下leetcode上面的题目吧 ;)
小和问题https://leetcode-cn.com/problems/count-of-smaller-numbers-after-self/
区间和个数https://leetcode-cn.com/problems/count-of-range-sum/

参考:


维基百科

动态图来源

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 215,294评论 6 497
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,780评论 3 391
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 161,001评论 0 351
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,593评论 1 289
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,687评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,679评论 1 294
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,667评论 3 415
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,426评论 0 270
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,872评论 1 307
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,180评论 2 331
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,346评论 1 345
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,019评论 5 340
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,658评论 3 323
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,268评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,495评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,275评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,207评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容