我跟可持久化数据结构杠上了 \(QwQ\) 。三天模拟赛考了两次可持久化数据结构(主席树、可持久化0-1Trie树),woc。


目录:

  • 个人理解
  • 时空复杂度分析
  • 例题及简析

一、个人理解

可持久化0-1Trie树,是一种可以快速查询区间异或信息的高级数据结构。

它的主要思想和主席树相同,即保存每次插入操作的历史版本,来快速查询区间的异或信息。

0-1Trie树和平常写的strTrie树相同,都是维护前缀信息的数据结构。不同点只有一个,就是0-1Trie树是维护一个0-1串。可持久化0-1Trie树运用了贪心的思想,即将序列里的 \(X\) 按二进制为拆分,若当前 \(X_i\) (指 \(X\) 二进制拆分后的第 \(i\) 位)是1,我们就往0-1Trie树的0边走;反之就往0-1Trie树的1边走。

可持久化0-1Trie树与主席树相同,也需要动态开点。

注意:维护区间异或信息的不止可持久化0-1Trie树一种,还有线性基等。


二、时空复杂度分析:

  1. 时间复杂度:

    与普通0-1Trie树相同:\(O(n\log n)\) 。

    :strTrie树的时间复杂度是 \(O(n)\) ,是一种典型的以时间换空间的算法。

  2. 空间复杂度:

    与普通的0-1Trie树相同:\(O(\min\{n\log |f(a_i)|,|f(a_i)|\})\) ( \(|f(a_i)|\) 为值域)。注意常数为 \(2^5\) (1<<5)。


三、例题及简析

  1. P4735 最大异或和

    Description:

    给定数列 \(\{a_n\}\) ,支持两种操作:

    • 在数列尾添加一个数 \(x\) ,数列长度变成 \(n+1\) ;

    • 给定闭区间 \([l,r]\) 和一个数 \(x\) ,求:

      \[\max_{i=l}^{r}\left \{\left(\bigoplus_{j=i}^{n}a_j \right)\bigoplus x\right \}
      \]

    Method:

    定义 \(Xorsum_i\) 为 \(\bigoplus_{i=1}^{n}a_i\) ,即前缀异或和。我们显然可以得到

    \[\left(\bigoplus_{i=pos}^{n}a_i\right)\bigoplus x=Xorsum_{pos-1}\bigoplus Xorsum_n \bigoplus x
    \]

    :\(x\bigoplus x=0\) , \(x \bigoplus 0=x\) 。

    我们发现 \(Xorsum_n\bigoplus x\) 是一个定值,我们只需要维护 \(Xorsum_{pos-1}\) 即可。

    考虑用可持久化0-1Trie树维护。与主席树思路相同 ,我们建立 \(n+1\) 个版本的0-1Trie树,查询的时候运用贪心的思路即可。

    可持久化线段树同样支持“前缀和”的思想,我们最后只需要在第 \(r\) 个版本的0-1Trie树上查找 \(l\) 位置即可。

    本题毒瘤卡常,本人人丑常数大,用了fread等各种卡常操作才通过。并且由于luogu评测姬的原因(大雾,已经通过的代码又会T掉woc。卡不过的话,开o2吧。

    Code:

    #include<bits/stdc++.h>
    #define Maxn 600010
    #define Maxdep 23
    #define getchar()(p1==p2&&(p2=(p1=buf)+fread(buf,1,1<<21,stdin),p1==p2)?EOF:*p1++)
    char buf[1<<21],*p1=buf,*p2=buf;
    inline void read(int &x)
    {
    int f=1;x=0;char s=getchar();
    while(s<'0'||s>'9'){if(s=='-')f=-1;s=getchar();}
    while(s>='0'&&s<='9'){x=x*10+s-'0';s=getchar();}
    x*=f;
    }
    int n,m;
    int sum[Maxn];
    struct trie
    {
    trie *chd[2];
    int symbl;
    trie()
    {
    for(int i=0;i<2;i++) chd[i]=NULL;
    symbl=0;
    }
    }*root[Maxn],tree[Maxn<<5],*tail;
    void Init(){tail=tree;}
    void build(trie *&p,int dep)
    {
    p=new (tail++)trie();
    if(dep<0) return ;
    build(p->chd[0],dep-1);
    }
    void update(trie *&p,trie *flag,int dep,int i)
    {
    p=new (tail++)trie();
    if(flag) *p=*flag;
    if(dep<0) return (void)(p->symbl=i);
    int tmp=(sum[i]>>dep)&1;//判断是1还是0
    if(!tmp) update(p->chd[0],flag?flag->chd[0]:NULL,dep-1,i);
    else update(p->chd[1],flag?flag->chd[1]:NULL,dep-1,i);
    if(p->chd[0]) p->symbl=std::max(p->symbl,p->chd[0]->symbl);
    if(p->chd[1]) p->symbl=std::max(p->symbl,p->chd[1]->symbl);
    }
    int query(trie *p,int x,int dep,int limit)
    {
    if(dep<0) return sum[p->symbl]^x;
    int tmp=(x>>dep)&1;
    if(p->chd[tmp^1]&&p->chd[tmp^1]->symbl>=limit) return query(p->chd[tmp^1],x,dep-1,limit);
    return query(p->chd[tmp],x,dep-1,limit);
    }
    signed main()
    {
    Init();
    read(n),read(m);
    build(root[0],Maxdep);
    for(int i=1,x;i<=n;i++)
    {
    read(x);
    sum[i]=sum[i-1]^x;
    update(root[i],root[i-1],Maxdep,i);
    }
    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
    char ch=getchar();
    while(ch!='A'&&ch!='Q') ch=getchar();
    if(ch=='A')
    {
    int x;
    read(x);
    n++;
    sum[n]=sum[n-1]^x;
    update(root[n],root[n-1],Maxdep,n);
    continue;
    }
    if(ch=='Q')
    {
    int l,r,x;
    read(l),read(r),read(x);
    int ans=query(root[r-1],sum[n]^x,Maxdep,l-1);
    printf("%d\n",ans);
    continue;
    }
    }
    return 0;
    }
05-11 20:06