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数据结构的联合块状链表.ppt

上传人:lxhqcj 文档编号:7281917 上传时间:2019-05-12 格式:PPT 页数:13 大小:197KB
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资源描述

1、CX,数据结构的联合块状链表,线段树在区间统计方面,有着很大的优势:区间上的最大、最小值以及它们的统计、推广 平衡树和线段树相同,在统计时有着时间上的优势,而且,与线段树最大的不同在于,平衡树不依赖于处理数据范围的大小。随着Treap等数据结构的发展,逐步在信息学奥赛中代替了难于实现的AVL和红黑树,发挥着越来越大的作用,但是,对于大数据量的修改维护、删除操作,这两种数据结 构就显得力不从心了在线段树和平衡树中,删除元、插入元素的复杂度均为O(logn)。在大量的维护面前,它们只能力不从心!,我们看国家集训队队员龙凡演讲中提到的问题士兵排队,他用转化的思想,巧妙地解决了问题。不过我要提出的,并

2、不是转化 问题的模型,而是直接设计一种数据结构进行维护操作,解决问题。,要快速地移动大量连续的元素,最快速的实现方法是链表。 要快速地定位元素,最快速的实现方法是数组。为了二者效率的协调、统一,必须把它们转化,然后用树结构解决吗,?,我们可以直接把它们结合起来!,每一个整体元素是一个数组,数组和数组的关系是链接,从理想的角度考虑, 一个表有n个元素, 那么,理想的复杂度, 无论是插入、删除、移动 或是其他数据操作 我们的时间复杂度都是,在块状链表中间插入元素,在每一个块中,我们都维护一个当前表中存储数据的长度。因为数据可能插入在某一个块的中间,所以我们必须对块内的元素进行移动。当然,这可能会造

3、成某一处的元素增加,超过Sqrt(n)。所以要在表中设置一个缓冲区,当表中元素到达2*Sqrt(n)的时候,我们把这个表断裂成两个等长的表。,在块状链表中删除元素,与插入算法相同,某一个元素删除以后,表的长度都会减小。当相邻的两个表的长度总和小于Sqrt(n)时,我们就将这两个表合并。,块状链表的扩张,同样的,我们可以在块状链表中加上某一个块的最大、最小值;块中的元素等,同样的,我们也可以将块状链表与其他数据结构联合。,回到问题上,块状链表正好适应了问题的要求! 我们将带位置的数据插入到块状链表当中, 然后,假如需要移动的化,我们除了需要将某一块链中的Sqrt(n)个元素移动掉,其他的链表操作

4、,只需要sqrt(n)的时间Sqrt(n)完美地将复杂度平均,无论是数组,还是链表,都逃不出这个时间复杂度上限。问题至此被解决。而且,这个算法的常数非常小,完全没有线段树等复杂的操作和分析,全部都是最简单、最基本的数据操作!,我们看国家集训队队员黄刚演讲中提到的问题Dynamic Ranking,黄刚同学用数据结构的联合解决了这个问题。不可避免的是,线段树和平衡树的“利益”不很统一最终必须还得借助二分的帮忙。同时维护两个数据结构的代价不小,加上常数,我们不妨换一个角度考虑,块状链表,同样的,维护一个块状链表,记录所有的元素。当然,仅仅这个还是不够的:将所有的数都导入块状链表,而且,对于链表里的每一个块,都维护一个排序后的表。这个表的Replace Element仍然可以在Sqrt(n)时间内解决。然后,如黄刚同学所说,二分那个所求的最大值,然后可以轻松地扫描块,并统计出那个数是否为第k大,问题解决,时间复杂度为,看起来,这似乎比黄刚同学的算法要慢一个数量级。可是,维护平衡树和线段树的代价是很大的!,AC就是硬道理,块状链表的出色表现说明,有时候,某个问题,并不是渐进意义复杂度小的办法,就是最好的!,Thank You!,

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