Posted on 2011-06-23 00:07
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平衡樹
平衡樹操作,尤其是Splay Tree的區間操作(當線段樹用的那種),代碼長且極易搞疵,當操作多的時候,甚至可能調試的時間比寫代碼的時間都長!
這里來總結一下平衡樹在實際應用(編程)中的易疵點和調試技巧。
【平衡樹(這里主要指Splay Tree)的操作】
這個MS前面已經總結過了,主要分以下幾類:
(1)基本操作:查找、單結點插入、單結點刪除、找第K小、求結點的排名、找指定結點的前趨和后繼;
(2)進階操作:找給定的值在樹中的前趨和后繼、對一個序列建平衡樹、插入整棵子樹、刪除整棵子樹;
(3)區間操作(與線段樹的結合):標記(自頂向下);
(4)區間操作(與線段樹的結合):最大值、總和等自底向上維護的信息;
(5)一些特別猥瑣的操作(比如PKU3580的revolve);
【主要函數及其易疵點】
(1)void sc(int _p, int _c, bool _d);
將_p的_d子結點(0左1右)置為_c,這個就三句話,應該不會搞疵;
(2)void upd(int x);
更新x記錄的一些信息(自底向上維護的信息,包括大小域sz),這個,有幾個信息就寫幾句話就行了,不易搞疵;
(3)void rot(int x);
旋轉操作,將x旋轉到其父結點的位置。這個函數中有兩個易疵點:一是若x的父結點為根,則需要在旋轉后將根置為x,且將x的父結點置為0(特別注意這個);二是若x的父結點不為根,則需要將x的父結點的父結點的對應子結點(原來是x的父結點的那個)置為x;另外旋轉完成后別忘了更新;
(4)void splay(int x, int r);
伸展操作,將x伸展到r的子結點處,這個操作是最核心的操作,只要記住了過程,且rot不搞疵,這個也就不會搞疵;
(5)void dm(int x);
對于有標記的結點的下放標記操作,極易疵!
首先,對于任何結點,標記一打上就必須立即生效,因此除了將x的標記取消、x的兩個子結點(如果存在的話)打上標記外,還要更新兩個子結點的一些域(當然這里更新千萬不能用upd更新);
其次,要搞清楚x的每一個標記的類型,是疊加型標記(如整體加上某一個數的標記)、覆蓋型標記(如整體置為某一個數的標記)還是逆向標記(如是否翻轉過的標記,因為翻轉兩次等于沒轉),然后在下放標記的時候注意寫法(因為x的子結點原來可能也有標記,此時只有覆蓋型標記需要將x的子結點的原來的標記覆蓋掉,對于疊加型標記,應為加法運算,對于逆向標記,應為取反操作,還有其它類型的標記分別處理);
最后還有一點,就是x的左子結點或右子結點可能不存在(0),此時就不能對這里的0號結點下放標記。
(6)int Find_Kth(int x, int K);
在以結點x為根的子樹中找第K小的結點,返回結點編號;若省略x,默認x=root(即在整棵樹中找);
這個一般不會搞疵,注意兩個地方即可:一是有mul域的時候需要考慮mul域,二是結點如果有標記,需要在找的時候下放標記。(凡是查找操作,包括插入新結點時的查找,在查找過程中必須不斷下放標記,因為查找之后很可能就要伸展);
(7)void ins(int _v);
void ins(int x, int _v)
插入一個值為_v的結點。前者是普通插入,后者是用Splay Tree處理序列(當線段樹用)時的插入,表示在第x小的結點后插入;
前者注意有三種情況:樹為空;樹非空且值為_v的結點不存在;樹非空且值為_v的結點已存在;
后者需要注意,在將第x小的結點伸展到根,將第(x+1)小的結點伸展到根的右子結點,再插入后,需要upd上述兩個結點(注意upd順序);
(8)void del(int x);
將結點x刪除。這個一般不會搞疵,唯一要注意的一點是刪除后的upd;
(9)打標記操作(add、reverse、makesame等):
其實打標記操作的代碼量是很少的,關鍵就是對于不同標記要分別處理,同(5);
(10)各種詢問操作:
這個直接調出相應的域即可,幾乎不可能搞疵;
(11)極其猥瑣的操作(revolve等):
這個屬于最易疵的操作(否則就體現不出其猥瑣了):
首先要搞清楚這個操作的具體過程,不要連具體過程都搞疵了,這樣寫出來的代碼肯定是疵的;
然后,注意一些非常猥瑣的細節問題(很多時候,本沙茶都是栽在細節上的);
另外,這些操作中一般都會出現多次伸展,別忘了伸展后的upd;
(12)其它易疵點:
[1]“移動”是由“插入”和“刪除”兩部分組成的,因此凡是涉及到“移動”類的操作(如將某棵子樹或某個結點移動到另一個位置等),必須要同時出現“插入”和“刪除”,而不能只插入不刪除;
[2]注意檢查主函數main()中是否有搞疵的地方;
易疵點也就這么多了,下面是調試技巧:
【Splay Tree調試技巧】
(1)先用樣例調試,保證樣例能夠通過(注意,樣例中必須包含所有題目中給出的操作,如果不是這樣,那在調試完樣例后還要加一組包含所有題目中給出的操作的小數據);
(2)然后用mkdt造大數據,一般平衡樹操作題的合法數據都不難造,只要注意別越界就行了;
(3)在調試過程中應不斷少量增大數據規模,因為在能找出問題的情況下,數據規模越小越好;
(4)如果調試過程中發現死循環或者RE:
[1]首先輸出每個操作,找出是在哪個操作處出了問題;
[2]進入該操作內部檢查,也就是把該操作的代碼讀一遍,一般都能找出問題;
[3]如果找不出問題,可以進入該操作內部跟蹤檢查;
[4]如果跟蹤檢查仍然沒找出問題,那可能是該操作是對的,而其它操作出了問題,此時可以弄一個vst,把整棵樹遍歷一下,找出真正出問題的操作,轉[2];
(5)排除了死循環或RE后,接下來就是檢查輸出結果是否正確了:
[1]對于小規模數據可人工計算檢查,對于較大規模數據則必須采用對照方法,即弄一個模擬法的代碼,保證該代碼正確,然后進行對照;
[2]如果發現加入遍歷時,結果正確,但去掉遍歷后結果不正確,則表明是處理結點標記的時候出了問題(因為在遍歷過程中需要下放標記),進入dm或加標記操作中檢查即可;
[3]其它情況下,可以在遍歷中輸出整個序列(或整棵樹),進行對照,找出問題所在;
[4]如果數據過大,操作過多,人工分析時間較長,就只能采用讀代碼的方式檢查了;
(6)最后,用mkdt造一個最大規模的數據,檢查是否TLE、是否越界(數組是否開?。?;
如果以上各點全部通過,就可以宣布AC了。