splay总结

Posted 2020-08-26 AronQi

以此文纪念人生首次竞赛大选

这里主要讲一讲splay的区间操作，我讲的是指针实现，程序的效率可能比较低，更偏重代码的可读可写性，语言风格不是很优美有效，不喜勿喷

零、初始化结构体

1）这里主要是初始化结构体，记得先生成一个null节点指针，代表一切未使用的、未开发的节点，root也先赋值为null

2）结构体成员：有几个指针，如父亲（没有也可以，只不过令splay失去一些平衡树的功能），左右儿子，这里用数组记录，下标为0,1，方便我们操作

有几个需要维护的域，如size，子树和根的大小（包括重复节点），mul，重复节点的计数器，rev，区间翻转标记，一层一层地传，addnum，区间加的标记，cov，区间覆盖标记

3）结构体函数：可以自己写一个构造函数，可以声明后在结构体外写，就可以用null指针了，但最好是在结构体外写一个newnode，这样更清晰且更灵活

4）下传函数（relax/pushdown）：

DEBUG：这里注意每次下传rev时，要马上实现交换左右儿子

DEBUG：这里注意所有的，如max域和sum域也要进行区间加操作

主要实现了区间加、区间覆盖、区间翻转的标记的下传

DEBUG：记得从上到下pushdown

5）更新函数（pushup/update）：

根据需要看max域从儿子传上来挑最大，size域加儿子的size和自己的mul，不考虑重复时就用1代替

DEBUG：记得从下到上pushup

一、插入/构造

DEBUG：一下所有的涉及改动的操作记得用址传，不然会出大事哦

1）区间插入，先说进阶的，我们直接对构造一棵平衡树后，将所需区间伸展至根节点右儿子的左儿子处，将构造号的树塞到那里

DEBUG：这里注意塞完树以后记得更新根节点右儿子和根节点的维护域

2）单点插入，和区间一样，伸展所需位置，插入即可

DEBUG：一样滴，这里注意塞完树以后记得更新根节点右儿子和根节点的维护域

（似乎最后将插入的区间做一次splay可以提高效率）

二、删除

主要讲讲区间吧，先把区间伸展到指定位置，我是用递归实现整颗子树的删除的，先递归非空左右儿子，后用系统关键字delete删除当前指针

DEBUG：这里一样要更新有关节点，即pushup

三、旋转

这就不需要多说，平衡树的基础知识

我的函数是指定当前节点，将其对父亲旋转

DEBUG：注意下操作顺序

先提取出父亲的指针，再把当前节点接到父亲的位置

此后把当前和节点异侧的儿子接到父亲连当前节点的位置

之后把父亲接到这个儿子的位置

记得更新一下

四、splay函数/伸展操作

简化一下，主要分了三种情况

第一，当前节点的爷爷是目标节点，直接旋转当前节点

否则

第二，当前节点和父亲不在同侧，旋转当前节点两次

第三，当前节点和父亲在同侧，就先旋转父亲，再旋转当前节点

DEBUG：在函数结尾记得对当前节点进行更新操作，因为旋转函数的更新可能不完全

五、求第k个

这个没什么好说的，我是用循环实现的，非递归

 

可能此后还有一些进阶操作，这里就不提及了，那不是总结可以穷尽的

 

最后放个板

 

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<cstdlib>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#define mid ((x>>1)+(y>>1)+(x&y&1))
using namespace std;
const int N = 1e4+10;
const int inf = ~0U>>1;
struct nt{
    nt*ch[2],*p;

    int k,size;

    int add;bool rev;

    bool d(){
        return this==p->ch[1];
    }

    void setc(nt*c,int d){
        ch[d]=c;
        c->p=this;
    }

    void addIt(int ad){
        k+=ad;
        add+=ad;
    }

    void revIt(){
        rev^=1;
        swap(ch[0],ch[1]);
    }

    void pu(){
        size=1+ch[0]->size+ch[1]->size;
    }

    void relax(){
        if(rev)
            ch[0]->revIt(),
            ch[1]->revIt(),
            rev=0;
        if(add)
            ch[0]->addIt(add),
            ch[1]->addIt(add),
            add=0;
    }
};

nt*null=new nt();
nt*root=null;
int a[N];

nt*make(nt*p,int k){
    nt*now=new nt();
    now->size=1;
    now->k=k;
    now->p=p;
    now->ch[0]=now->ch[1]=null;
    return now;
}

void rot(nt*&o){
    nt*p=o->p;
    p->relax();
    o->relax();
    bool d=o->d();
    p->p->setc(o,p->d());
    p->setc(o->ch[!d],d);
    o->setc(p,!d);
    p->pu();o->pu();
    if(p==root)root=o;
}

void splay(nt*o,nt*p){
    while(o->p!=p)
        if(o->p->p==p)
            rot(o);
        else
            o->d()^o->p->d()?(rot(o),rot(o)):(rot(o->p),rot(o));
    o->pu();
}

nt*build(int x,int y){
    if(x>y)return null;
    nt*o=make(o,a[mid]);
    o->setc(build(x,mid-1),0);
    o->setc(build(mid+1,y),1);
    o->pu();
    return o;
}

void del(nt*&o){
    if(o->ch[0]!=null)del(o->ch[0]);
    if(o->ch[1]!=null)del(o->ch[1]);
    delete o;
}

nt*kth(int k){
    for(nt*o;;){
        o->relax();
        if(k<=o->ch[0]->size)
            o=o->ch[0];
        else{
            k-=o->ch[0]->size+1;
            if(!k)return o;
            o=o->ch[1];
        }
    }
}

int main(){
    int n;
    /*
    *a=read(1~n)
    */
    root=build(0,n+1);
    root->p=null;
    /*
    insert l,r?
    *a=read(1~r)
    splay(kth(l+1),null)
    splay(kth(l+2),root)
    root->ch[1]->setc(build(1,r),0)
    root->ch[1]->pu()
    root->pu()
    */
    return 0;
}

完结，撒花~~~