如果給定一個(gè)數(shù)組,要你求里面所有數(shù)的和,一般都會(huì)想到累加。但是當(dāng)那個(gè)數(shù)組很大的時(shí)候,累加就顯得太耗時(shí)了,時(shí)間復(fù)雜度為O(n),并且采用累加的方法還有一個(gè)局限,那就是,當(dāng)修改掉數(shù)組中的元素后,仍然要你求數(shù)組中某段元素的和,就顯得麻煩了。所以我們就要用到樹狀數(shù)組,他的時(shí)間復(fù)雜度為O(lgn),相比之下就快得多。下面就講一下什么是樹狀數(shù)組: 一般講到樹狀數(shù)組都會(huì)少不了下面這個(gè)圖: 下面來分析一下上面那個(gè)圖看能得出什么規(guī)律: 據(jù)圖可知:c1=a1,c2=a1 a2,c3=a3,c4=a1 a2 a3 a4,c5=a5,c6=a5 a6,c7=a7,c8=a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8,c9=a9,c10=a9 a10,c11=a11........c16=a1 a2 a3 a4 a5 ....... a16。 分析上面的幾組式子可知,當(dāng) i 為奇數(shù)時(shí),ci=ai ;當(dāng) i 為偶數(shù)時(shí),就要看 i 的因子中最多有二的多少次冪,例如,6 的因子中有 2 的一次冪,等于 2 ,所以 c6=a5 a6(由六向前數(shù)兩個(gè)數(shù)的和),4 的因子中有 2 的兩次冪,等于 4 ,所以 c4=a1 a2 a3 a4(由四向前數(shù)四個(gè)數(shù)的和)。 (一)有公式:cn=a(n-a^k 1) ......... an(其中 k 為 n 的二進(jìn)制表示中從右往左數(shù)的 0 的個(gè)數(shù))。 那么,如何求 a^k 呢?求法如下: lowbit()的返回值就是 2^k 次方的值。 求出來 2^k 之后,數(shù)組 c 的值就都出來了,接下來我們要求數(shù)組中所有元素的和。 (二)求數(shù)組的和的算法如下: (1)首先,令sum=0,轉(zhuǎn)向第二步; (2)接下來判斷,如果 n>0 的話,就令sum=sum cn轉(zhuǎn)向第三步,否則的話,終止算法,返回 sum 的值; (3)n=n - lowbit(n)(將n的二進(jìn)制表示的最后一個(gè)零刪掉),回第二步。 代碼實(shí)現(xiàn): (三)當(dāng)數(shù)組中的元素有變更時(shí),樹狀數(shù)組就發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)了,算法如下(修改為給某個(gè)節(jié)點(diǎn) i 加上 x ): (1)當(dāng) i<=n 時(shí),執(zhí)行下一步;否則的話,算法結(jié)束; (2)ci=ci x ,i=i lowbit(i)(在 i 的二進(jìn)制表示的最后加零),返回第一步。 代碼實(shí)現(xiàn):
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