Trie树
Trie字符串统计
思路：
设 idx索引用于构建树， 结点son[节点位置][节点分支指针]，cnt[]记录单词个数
#include <iostream> using namespace std; const int N = 100010; int son[N][26], cnt[N], idx; //因为只包含小写字母，所以每个节点最多有26个子节点 char str[N]; void insert(char *str) { int p = 0; //下标是0的点即是根节点，又是空节点,如son[0][0]为根节点的分支'a' for (int i = 0; str[i]; i ++ ) //字符串末尾有'\0' { int u = str[i] - 'a'; if (!son[p][u]) son[p][u] = ++ idx;//idx索引确定根位置 p = son[p][u]; } cnt[p] ++ ; //记录这个单词 } int query(char *str) { int p = 0; for (int i = 0; str[i]; i ++ ) { int u = str[i] - 'a'; if (!son[p][u]) return 0; p = son[p][u]; } return cnt[p]; } int main() { int n; scanf("%d", &n); while (n -- ) { char op[2]; scanf("%s%s", op, str); if (*op == 'I') insert(str); else printf("%d\n", query(str)); } return 0; }
最大异或对
思路：
字典树不单单可以高效存储和查找字符串集合,还可以存储二进制数字：将每个数以二进制方式存入字典树,找的时候从最高位去找有无该位的异.
取x的第i位二进制数作为结点
~i 等价于 i>=0; 因为-1二进制全为1，取反为0，刚好结束
#include <iostream> #include <algorithm> using namespace std; int const N=100010,M=31*N; //M表示trie树的结点个数，即：31个二进制长度*总数 int n,idx; int a[N]; int son[M][2]; //因为只需要存二进制1和0，所以2即可 void insert(int x) { int p=0; for(int i=30;i>=0;i--) { int u=x>>i&1; //取x的第i位二进制数是什么 if(!son[p][u]) son[p][u]=++idx; p=son[p][u]; } } int search(int x) { int p=0,res=0; for(int i=30;i>=0;i--) //遍历31个二进制位 { int u=x>>i&1; if(son[p][!u]) //为了取异或后最大值，如果有不同的就先走 { p=son[p][!u]; res=res*2+1; //异或相异为1，res整体向前挪一位+1 } else { p=son[p][u]; res=res*2+0; //相同为0 } } return res; } int main() { cin>>n; for(int i=0;i<n;i++) { cin>>a[i]; insert(a[i]); } int res=0; for(int i=0;i<n;i++) { res=max(res,search(a[i])); } cout<<res<<endl; return 0; }
并查集
合并集合
思路：
路径压缩具体操作：
如图
find(1) p[1] = 2 p[1] = find(2)
find(2) p[2] = 3 p[2] = find(3)
find(3) p[3] = 4 p[3] = find(4)
find(4) p[4] = 4 将p[4]返回
于是一路回溯；4=p[4]=p[3]=p[2]=p[1];
#include<iostream> using namespace std; int p[100010]; int find(int x) { if(p[x]!=x) p[x]=find(p[x]); return p[x]; } int main() { int n,m; cin>>n>>m; for(int i=1;i<=n;i++) p[i]=i; while(m--) { char op; int a,b; cin>>op>>a>>b; if(op=='M') p[find(a)]=find(b); //将a的根插到b的根下，成为b分支 else { if(find(a)==find(b)) printf("Yes\n"); else printf("No\n"); } } return 0; }
连通块中点的数量
算法 - 并查集详解：
算法 - 蓝桥杯并查集题型_小黄同学LL的博客-CSDN博客
#include<iostream> using namespace std; int n,m; int p[100010],cnt[100010]; int find(int x) { if(p[x]!=x) p[x]=find(p[x]); return p[x]; } int main() { cin>>n>>m; for(int i=1;i<=n;i++) { p[i]=i; cnt[i]=1; } while(m--) { int a,b; string s; cin>>s; if(s=="C") { cin>>a>>b; a=find(a),b=find(b); p[a]=b; if(a!=b) cnt[b]+=cnt[a]; } else if(s=="Q1") { cin>>a>>b; a=find(a),b=find(b); if(a==b) puts("Yes"); else puts("No"); } else { cin>>a; cout<<cnt[find(a)]<<endl; } } return 0; }
食物链
思路
如果不是同一颗树，就把x树插到y树下，成为分支；由前面的合并操作，我们已经算出x到根px的距离d[x],y到根py的距离d[y]；那么如何算px到py的距离呢？
我们设距离为 ？；
由于需要满足是同一种类，即最终的x到根距离%3==y到根距离%3
公式为（d[x]+?）%3==（d[y]）%3;
简化得 ？=d[y]-d[x];
else if (px != py) //如果是不同的树 { p[px] = py; //把x树插到y树下，成为分支 d[px] = d[y] - d[x]; // }
#include <iostream> using namespace std; const int N = 50010; int n, m; int p[N], d[N]; int find(int x) { if (p[x] != x) { int t = find(p[x]); d[x] += d[p[x]]; //d[p[x]]就指p[x]到上一个节点的距离，最终d[x]为该节点到宗结点距离 p[x] = t; } return p[x]; } int main() { scanf("%d%d", &n, &m); for (int i = 1; i <= n; i ++ ) p[i] = i; //有n种动物 int res = 0; while (m -- ) { int t, x, y; scanf("%d%d%d", &t, &x, &y); if (x > n || y > n) res ++ ; //大于范围，直接假 else { int px = find(x), py = find(y); //找x和y的根节点 if (t == 1) //判断同类，顺手记录 { if (px == py && (d[x] - d[y]) % 3) res ++ ; //x和y在同一颗树上， //两个值到根节点的距离%3不同，说明不是同一类 else if (px != py) //如果是不同的树 { p[px] = py; //把x树插到y树下，成为分支 d[px] = d[y] - d[x]; //根px到根py的距离 } } else //判断是否x吃y { if (px == py && (d[x] - d[y] - 1) % 3) res ++ ;//x和y在同一颗树上， //x值到根节点的距离没有比y距离多1，说明吃不掉 else if (px != py) { p[px] = py; d[px] = d[y] + 1 - d[x]; //同理 } } } } printf("%d\n", res); return 0; }
堆
堆排序
思路：
1、向上调整算法：
void up(int u) { while(u/2&&h[u/2]>h[u]) { swap(h[u/2],h[u]); u/=2; } }
2、向下调整算法 ：
void down(int u) { int t = u; if (u * 2 <= cnt && h[u * 2] < h[t]) t = u * 2; if (u * 2 + 1 <= cnt && h[u * 2 + 1] < h[t]) t = u * 2 + 1; if (u != t) { swap(h[u], h[t]); down(t); } }
如何手写一个堆？完全二叉树 5个操作
插入一个数 heap[ ++ size] = x; up(size);
求集合中的最小值 heap[1]
删除最小值 heap[1] = heap[size]; size -- ;down(1);
删除任意一个元素 heap[k] = heap[size]; size -- ;up(k); down(k);
修改任意一个元素 heap[k] = x; up(k); down(k);
h[i] 表示第i个结点存储的值，i从1开始，2*i是左子节点，2*i + 1是右子节点
size 既表示堆里存储的元素个数，又表示最后一个结点的下标
i为什么从n/2开始down？
因为n是最大值，n/2是n的父节点，因为n是最大，所以n/2是最大的有子节点的父节点，所以从n/2往前遍历，就可以把整个数组的父节点遍历一遍
如图，我们找到最大父节点5，然后向上遍历4321都是父节点，而5就是n/2
#include <iostream> using namespace std; int const N = 100010; int h[N], siz; //堆有两个变量h[N]，size; 怎么这里的size和文件里有冲突，只能改成siz了 void down(int u) { int t = u;//t存储三个结点中存在的最小的结点的下标，初始化为当前结点u if (u * 2 <= siz && h[u * 2] < h[t]) t = u * 2; // 左子节点存在并且小于当前结点，更新t的下标 if (u * 2 + 1 <= siz && h[u * 2 + 1] < h[t]) t = u * 2 + 1;//右子节点存在并且小于当前结点，更新t的下标 if (t != u)//如果t==u意味着不用变动，u就是三个结点中拥有最小值的结点下标，否则交换数值 { swap(h[t], h[u]); down(t); //交换数值后，t这个结点存储原本u的值，u存储存储t的值（三个数中的最小值）。u不用调整了，但t情况不明，可能需要调整。直到它比左右子节点都小 } } int main() { int n, m; cin >> n >> m; for (int i = 1; i <= n; i ++ ) scanf("%d", &h[i]); siz = n; //初始化size,表示堆里有n 个元素 for (int i = n / 2; i; i --) down(i); //把堆初始化成小根堆，从二叉树的倒数第二行开始，把数字大的下沉 while (m -- ) { printf("%d ", h[1]); h[1] = h[siz]; siz --; down(1); } return 0; }
模拟堆
思路：
操作与堆排序一样，但由于需要插入和删除第k个数，要用额外数组作为指针存储位置，以便快速找到k，于是交换位置的同时也要交换指针
因为需要插入和删除第k个数，所以需要用hp[]记录idx值，然后用ph[]记录hp[]对应的结点
理解hp与ph数组，以及为什么需要它们
堆h[i]只能存放数据，不能存放是第几个数字，所以需要ph[k] = i来指明，第k个数字在h[]中对应的i是多少
在执行交换操作的时候，可以直接交换数字,swap(h[a],h[b])
但是对于ph[k_1] = a和ph[k_2] = b来说，a和b是它们存放的值，不 能通过值来找下标，也就是找不k_1,k_2是多少
于是引入hp[a] = k_2，hp[b] = k_2，则可以实现反向的操作
例如：
h[a] = 10, h[b] = 20 swap: h[a] = 20,h [b] = 10
hp[a] = 1 ,hp[b] = 2 swap:hp[a] = 2 ,hp[b] = 1
ph[1] = a ,ph[2] = b swap:ph[1] = b ,ph[2] = a
#include <iostream> #include <algorithm> #include <string.h> using namespace std; const int N = 100010; int h[N], ph[N], hp[N], cnt; void heap_swap(int a, int b) { swap(ph[hp[a]],ph[hp[b]]); swap(hp[a], hp[b]); swap(h[a], h[b]); } void down(int u) { int t = u; if (u * 2 <= cnt && h[u * 2] < h[t]) t = u * 2; if (u * 2 + 1 <= cnt && h[u * 2 + 1] < h[t]) t = u * 2 + 1; if (u != t) { heap_swap(u, t); down(t); } } void up(int u) { while (u / 2 && h[u] < h[u / 2]) { heap_swap(u, u / 2); u >>= 1; } } int main() { int n, m = 0; scanf("%d", &n); while (n -- ) { char op[5]; int k, x; scanf("%s", op); if (!strcmp(op, "I")) { scanf("%d", &x); cnt ++ ; m ++ ; ph[m] = cnt, hp[cnt] = m; h[cnt] = x; up(cnt); } else if (!strcmp(op, "PM")) printf("%d\n", h[1]); else if (!strcmp(op, "DM")) { heap_swap(1, cnt); cnt -- ; down(1); } else if (!strcmp(op, "D")) { scanf("%d", &k); k = ph[k]; heap_swap(k, cnt); cnt -- ; up(k); down(k); } else { scanf("%d%d", &k, &x); k = ph[k]; h[k] = x; up(k); down(k); } } return 0; }
哈希表
模拟散列表
拉链法：
//拉链法 #include <iostream> #include <cstring> using namespace std; const int N = 100003;//取大于1e5的第一个质数 int h[N],e[N],ne[N],idx;//开一个h槽,邻接表，h[]表示每个链表头节点，e[]表示x值，ne[]下一个节点下标 int n; void insert(int x) { int k = (x % N + N) % N;//c++中如果是负数,那他取模也是负的,加N再%N就一定是一个正数 e[idx] = x; ne[idx] = h[k]; //相当于创建单链表 h[k] = idx++; } bool find(int x) { int k = (x % N + N) % N; for(int i = h[k];i != -1;i = ne[i]) //遍历链表 { if(e[i] == x) return true; } return false; } int main() { cin >> n; memset(h,-1,sizeof h);//先将槽清空，用-1表示 while(n--) { string op; int x; cin >> op >> x; if(op == "I") { insert(x); } else { if(find(x)) { puts("Yes"); } else { puts("No"); } } } return 0; }
开放选址法
#include <cstring> #include <iostream> using namespace std; const int N=1e6+9; //开放寻址法一般开 数据范围的 2~3倍, 这样大概率就没有冲突了（我开了10倍） //开成质数取模时减小冲突概率 const int null=0x3f3f3f3f; //比1e9大的数（在数据范围找不到的数） int h[N],n; int find(int x) { int t=(x%N+N)%N; //将负值映射成正数 while(h[t]!=null&&h[t]!=x) //如果位置不空并且不是x（不是自己） { t++; //就找下一个位置 if(t==N) t=0; //找到最后一个时再从0开找 } return t; //如果这个位置是空的, 则返回的是他应该存储的位置 } int main() { cin>>n; memset(h,0x3f,sizeof h); //将每个值变为0x3f3f3f3f（以字节赋值 int4字节） while(n--) { string op; int x; cin>>op>>x; if(op=="I") { h[find(x)]=x; } else { if(h[find(x)]==null) puts("No"); else puts("Yes"); } } return 0; }
字符串哈希
设 h[i]前i个字符的hash值；
为什么是h[l-1]? 由题意得，在abcdef中2 4为bcd，那么就是h[4]-h[2-1];
为什么是P^(r-l+1)? ABCDE 与 ABC 的前三个字符值是一样，只差两位，乘上 P^2 把 ABC 变为 ABC00，再用 ABCDE - ABC00 得到 DE 的哈希值。而P^2==p[3]==p[r-l+1](p从0次幂开始）
如：ABCDE 的2 4为 BCD，就是ABCD-A000,即h[4]-h[1]*P^3；公式为h[4]-h[2-1]*P^(4-2+1)
#include<iostream> using namespace std; typedef unsigned long long ull; const int N=1e5+10,P=131; //或者P=13331 ull h[N],p[N]; //非常刚好的免去了取模的操作 ull find(int l,int r) { return h[r]-h[l-1]*p[r-l+1]; //部分求和 } int main() { int n,m; cin>>n>>m; string x; cin>>x; p[0]=1; //p^0==1 h[0]=0; //hash表从1开始有值，处理边界 for(int i=0;i<n;i++) { p[i+1]=p[i]*P; h[i+1]=h[i]*P+x[i]; //前缀和 } while(m--) { int l1,r1,l2,r2; cin>>l1>>r1>>l2>>r2; if(find(l1,r1)==find(l2,r2)) puts("Yes"); else puts("No"); } return 0; }
