线段树入门:更新数组后处理求和查询

更新数组后处理求和查询

给你两个下标从 0 开始的数组 nums1nums2 ,和一个二维数组 queries 表示一些操作。总共有 3 种类型的操作:

  1. 操作类型 1 为 queries[i] = [1, l, r] 。你需要将 nums1 从下标 l 到下标 r 的所有 0 反转成 1 并且所有 1 反转成 0lr 下标都从 0 开始。
  2. 操作类型 2 为 queries[i] = [2, p, 0] 。对于 0 <= i < n 中的所有下标,令 nums2[i] = nums2[i] + nums1[i] * p
  3. 操作类型 3 为 queries[i] = [3, 0, 0] 。求 nums2 中所有元素的和。

请你返回一个 数组,包含 所有第三种操作类型 的答案。

示例 1:

输入:nums1 = 1,0,1, nums2 = 0,0,0, queries = \[1,1,1,2,1,0,3,0,0]

输出3

解释:第一个操作后 nums1 变为 1,1,1 。第二个操作后,nums2 变成 1,1,1 ,所以第三个操作的答案为 3 。所以返回 3

示例 2:

输入:nums1 = 1, nums2 = 5, queries = \[2,0,0,3,0,0]

输出5

解释:第一个操作后,nums2 保持不变为 5 ,所以第二个操作的答案是 5 。所以返回 5

解题思路

对于操作2,由于题中表明 数组中的值只有 ,因此每次 数组中增加的大小实际上是 数组中当前 的个数 ; 由上述可知,对于某一段区间不需要知道其具体位置上是 ,只需要维护该区间内 的个数(通过 线段树 ),因此对于操作 ,只需要改变区间内 的个数; 每当遇到操作 ,将当前的 值加入答案数组即可。

参考代码

复制代码
class Solution {
private:
    static const int MX = 4e5 + 1; // 线段树节点 4n 
    int cnt_one[MX]; // 存储节点[l, r]中1的个数
    bool tag[MX]; // 当前节点打上标记之前,即 tag[i] 为 false 时,不更新其左右子节点的区间
public:
    // 维护节点中1的个数
    void maintain(int h) {
        cnt_one[h] = cnt_one[h * 2] + cnt_one[h * 2 + 1];
    }

    // 构建线段树
    void create_tree(vector<int>&a, int h, int l, int r) {
        if (l == r) {
            cnt_one[h] = a[l - 1];
            return ;
        }
        int m = l + r >> 1;
        create_tree(a, 2 * h, l, m);
        create_tree(a, 2 * h + 1, m + 1, r);
        maintain(h);
    }

    // 执行翻转操作
    void do_work(int h, int l, int r) {
       cnt_one[h] = r - l + 1 - cnt_one[h];
        tag[h] = !tag[h];
    }

    // 更新线段树信息
    // [l, r] 表示线段树节点,[L, R] 表示需要修改的区间
    void update(int h, int l, int r, int L, int R) { 
        if (L <= l && r <= R) {
            do_work(h, l, r);
            return ;
        }
        int m = l + r >> 1;
        if (tag[h]) { // 处理子节点
            do_work(h * 2, l, m);
            do_work(h * 2 + 1, m + 1, r);
            tag[h] = false;
        }
        if (m >= L) update(h * 2, l, m, L, R); // 需要更新的区间有一部分在左子树
        if (m < R) update(h * 2 + 1, m + 1, r, L, R); // ~一部分在右子树
        maintain(h); // 更新后维护当前节点信息
    }

    vector<long long> handleQuery(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2, vector<vector<int>>& queries) {
        int n = nums1.size();
        create_tree(nums1, 1, 1, n);
        vector<long long> ans;
        long long sum = accumulate(nums2.begin(), nums2.end(), 0LL);
        for (auto &q : queries) {
            if (q[0] == 1) update(1, 1, n, q[1] + 1, q[2] + 1);
            else if (q[0] == 2) sum += 1LL * q[1] * cnt_one[1];
            else ans.push_back(sum);
        }
        return ans;
    }
};
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