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线段树详解

程序员文章站 2022-07-13 11:19:02
...

一.基本概念

1.线段树是一种二叉搜索树,与区间树相似,它将一个区间划分成一些单元区间,每个单元区间对应线段树中的一个叶结点。

(严格来说:二叉查找树(Binary Search Tree),(又:二叉搜索树,二叉排序树)它或者是一棵空树,或者是具有下列性质的二叉树: 若它的左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于它的根结点的值; 若它的右子树不空,则右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值; 它的左、右子树也分别为二叉排序树。所以呢,线段树严格来说并不能算是,但是广义上的二叉查找树只需满足既是二叉树,又可以支持一些搜索操作…emmm,随意一点。还有人说线段树是一种完全二叉树,严格来看,完全二叉树需要最后一层节点都在最左侧,emmm,线段树也不符合,不过很多人都说是完全二叉树,你们就按不严格的来看吧,笑哭~ 还是平衡二叉树最符合了的说~)

2.优点
当我们需要对【1,n】范围内的任一区间【l,r】进行修改和求区间和,很明显暴力是一定会t的,所以我们需要将每个区间都提前保存下来,需要改哪个我们就改哪个。

使用线段树可以快速的查找某一个节点在若干条线段中出现的次数,时间复杂度为O(logN)。而未优化的空间复杂度为2N,实际应用时一般还要开4N的数组以免越界,因此有时需要离散化让空间压缩。

为什么要开四倍的数组呢~
线段树是一棵二叉树,最底层有n个叶子节点(n为区间大小)
那么由此可知,此二叉树的高度为线段树详解,可证线段树详解
然后通过等比数列求和求得二叉树的节点个数,具体公式为线段树详解,(x为树的层数,为树的高度+1)

化简可得线段树详解,整理之后即为线段树详解(近似计算忽略掉-1)
证毕
证明来自:https://blog.csdn.net/smoggyxhdz/article/details/78895672

3.实现
每个节点以结构体的方式存储,结构体包含以下几个信息:
(1) 区间左端点、右端点;(这两者必有)
(2)这个区间要维护的信息(事实际情况而定,数目不等)。
(3)延时标记(或懒标记),当节点信息修改后由于在查询时没有用到该区间,所以没必要对该区间即以下区间进行修改,延时标记就是干这个用的,等用的时候在向下进行区间修改,不然我就卡在这~略略略~

4、线段树的基本思想:二分

5.线段树基本形式
线段树详解

(1)每个节点的左孩子区间范围为[l,mid],右孩子为[mid+1,r]
(2)对于结点k,左孩子结点为2*k,右孩子为2*k+1,

二.线段树基本操作

0.定义

#define ls l,m,rt<<1
#define rs m+1,r,rt<<1|1
const int N = 1000 + 10;
//用位运算速度快
int x, y, ans, s, a, b;

1.结构体形式

struct node
{
    int l, r, w, mark;//记录左孩子,右孩子,区间和,还有延时标记
}tree[N<<2];

2.建树
思路
a、确定每次二分到的节点的左右端点,确定该节点存的左右范围。
b、如果是叶子节点,存储要维护的信息。
c、状态合并,计算父节点的区间和。

void build(int l, int r, int rt)//l,r表示当前节点区间,rt表示当前节点编号
{
    tree[rt].l = l; tree[rt].r = r;
    if(l == r){//说明到达叶子节点
        scanf("%d", &tree[rt].w);
        return;
    }
    int m = (l+r)/2;//二分
    build(ls);//建立左子树
    build(rs);//建立右子树
    tree[rt].w = tree[rt<<1].w + tree[rt<<1|1].w;
    //状态合并,此结点的w=两个孩子的w之和 
}

3.延时标记下传
这里以给区间[a,b]的每个数都加x为例讲解~
思路(重点):
a.递归到这个节点时,只更新这个节点的状态,并把当前的更改值累积到标记中。注意是累积,可以这样理解:过年,很多个亲戚都给你压岁钱,但你暂时不用,所以都被你父母扣下了。

b.当需要递归这个节点的子节点时,延时标记下传给子节点。

c.下传操作:

3部分:
①将当前节点的延时标记分别累积到子节点的延时标记中。

②修改子节点状态。即子节点原状态+子节点区间点的个数*父节点传下来的延时标记。

注意不能乘自己的延时标记:

因为自己的标记可能是父节点多次传下来的累积,每次都乘自己的懒标记造成重复累积

③父节点懒标记清0。这个懒标记已经传下去了,不清0后面再用这个懒标记时会重复下传。就像你父母给了你5元钱,你不能说因为前几次给了你10元钱, 所以这次给了你15元,那你不就亏大了。

void down(int rt)//标记下传 
{
    tree[rt<<1].mark += tree[rt].mark;
    tree[rt<<1|1].mark += tree[rt].mark;
    tree[rt<<1].w += tree[rt].mark*(tree[rt<<1].r-tree[rt<<1].l+1);
    tree[rt<<1|1].w += tree[rt].f*(tree[rt<<2|1].r-tree[rt<<2+1].l+1);
    tree[rt].f = 0;
}

4.单点查询,即查询一个点的状态,设待查询点为x
思路:
(1)如果当前枚举的点左右端点相等,即叶子节点,就是目标节点。
(2)如果不是,利用二分法,设查询位置为x,当前结点区间范围为【l,r】,设中点为m,则如果x<=m,则递归它的左孩子,否则递归它的右孩子

void ask_poi(int rt)//rt表示当前节点编号 单点查询
{
    if(tree[rt].l == tree[rt].r)//当该结点的左右端点相等,是叶子节点,是最终答案
    {
        ans = tree[rt].w;
        return;
    }
    if(tree[rt].mark)   down(rt);//懒标志下传
    int m = (tree[rt].l + tree[rt].r)/2;
    if(x <= m)
        ask_poi(rt<<1);//目标位置比中点靠左,就递归左孩子
    else
        ask_poi(rt<<1|1);//反之,递归右孩子
}

5.单点修改,即更改某一个点的状态
思路
找到x的位置;根据建树状态合并的原理,修改每个结点的状态。当不需要用到该节点时,可以先不更改,先用延时标记保存在父节点上

void change_poi(int rt)//rt表示当前节点编号 单点修改
{
    if(tree[rt].l == tree[rt].r)//找到目标位置
    {
        tree[rt].w += s;
        return;
    }
    if(tree[rt].mark)   down(rt);
    int m = (tree[rt].l + tree[rt].r)/2;
    if(x<=m)    change_poi(rt<<1);
    else    change_poi(rt<<1|1);
    tree[rt].w = tree[rt<<1].w + tree[rt<<1|1].w;
}

6.区间查询,,即查询一段区间的状态
思路
a.当当前区域的值全是所需答案区域的值得一部分,就直接加上当前区域
b.当当前区域只有一部分是答案,则暂时不加,继续通过二分递归,直到是答案的一部分
c.当当前区域包含了答案区域,继续二分,直到是答案的一部分停止

mid=(l+r)/2
y<=mid ,即 查询区间全在,当前区间的左子区间,往左孩子走
x>mid 即 查询区间全在,当前区间的右子区间,往右孩子走
否则,两个子区间都走

void ask_interval(int rt)//区间查询
{
    if(tree[rt].l >= a && tree[rt].r <=b)
    {
        ans += tree[rt].w;
        return;
    }
    if(tree[rt].mark)   down(rt);
    int m = (tree[rt].l + tree[rt].r)/2;
    if(a <= m)  ask_interval(rt<<1);
    if(b > m)   ask_interval(rt<<1|1);
}

7.区间修改,即修改一段连续区间的值
以给区间[a,b]的每个数都加x为例讲解
思路
修改只对我们有用的区间,其他的没用到的我们就不用修改

void change_interval(int rt)//区间修改
{
    if(tree[rt].l >= a && tree[rt].r <=b)
    {
        tree[rt].w += (tree[rt].r - tree[rt].l + 1) * s;
        tree[rt].mark += s;
        return;
    }
    if(tree[rt].mark)   down(rt);
    int m = (tree[rt].l + tree[rt].r)/2;
    if(a <= m)  change_interval(rt<<1);
    if(b > m)   change_interval(rt<<1|1);
    tree[rt].w = tree[rt<<1].w + tree[rt<<1|1].w;
}

8.总结

#define ls l,m,rt<<1
#define rs m+1,r,rt<<1|1
const int N = 1000 + 10;
//用位运算速度快
int x, y, ans, s, a, b;

struct node
{
    int l, r, w, mark;//记录左孩子,右孩子,区间和,还有延时标记
}tree[N*4];

void build(int l, int r, int rt)//l,r表示当前节点区间,rt表示当前节点编号
{
    tree[rt].l = l; tree[rt].r = r;
    if(l == r){//说明到达叶子节点
        scanf("%d", &tree[rt].w);
        return;
    }
    int m = (l+r)/2;//二分
    build(ls);//建立左子树
    build(rs);//建立右子
    tree[rt].w = tree[rt<<1].w + tree[rt<<1|1].w;//状态合并,此结点的w=两个孩子的w之和
}

void down(int rt)//标记下传
{
    tree[rt<<1].mark += tree[rt].mark;
    tree[rt<<1|1].mark += tree[rt].mark;
    tree[rt<<1].w += tree[rt].mark*(tree[rt<<1].r-tree[rt<<1].l+1);
    tree[rt<<1|1].w += tree[rt].mark*(tree[rt<<2|1].r-tree[rt<<2+1].l+1);
    tree[rt].mark = 0;
}

void ask_poi(int rt)//rt表示当前节点编号 单点查询
{
    if(tree[rt].l == tree[rt].r)//当该结点的左右端点相等,是叶子节点,是最终答案
    {
        ans = tree[rt].w;
        return;
    }
    if(tree[rt].mark)   down(rt);//懒标志下传
    int m = (tree[rt].l + tree[rt].r)/2;
    if(x <= m)
        ask_poi(rt<<1);//目标位置比中点靠左,就递归左孩子
    else
        ask_poi(rt<<1|1);//反之,递归右孩子
}

void change_poi(int rt)//rt表示当前节点编号 单点修改
{
    if(tree[rt].l == tree[rt].r)//找到目标位置
    {
        tree[rt].w += s;
        return;
    }
    if(tree[rt].mark)   down(rt);
    int m = (tree[rt].l + tree[rt].r)/2;
    if(x<=m)    change_poi(rt<<1);
    else    change_poi(rt<<1|1);
    tree[rt].w = tree[rt<<1].w + tree[rt<<1|1].w;
}

void ask_interval(int rt)//区间查询
{
    if(tree[rt].l >= a && tree[rt].r <=b)
    {
        ans += tree[rt].w;
        return;
    }
    if(tree[rt].mark)   down(rt);
    int m = (tree[rt].l + tree[rt].r)/2;
    if(a <= m)  ask_interval(rt<<1);
    if(b > m)   ask_interval(rt<<1|1);
}

void change_interval(int rt)//区间修改
{
    if(tree[rt].l >= a && tree[rt].r <=b)
    {
        tree[rt].w += (tree[rt].r - tree[rt].l + 1) * s;
        tree[rt].mark += s;
        return;
    }
    if(tree[rt].mark)   down(rt);
    int m = (tree[rt].l + tree[rt].r)/2;
    if(a <= m)  change_interval(rt<<1);
    if(b > m)   change_interval(rt<<1|1);
    tree[rt].w = tree[rt<<1].w + tree[rt<<1|1].w;
}

三.空间优化

父节点为k,左孩子2k,右孩子2k+1
所以平常的线段树节点下标数处于【2N,4N】之间,但我们空间每次都要开到4N,所以这经常会出现空间浪费的问题。那怎么办呢~
这里我们可以用到100%空间利用率的 dfs遍历次序当做下标的编号方式

转载自:http://www.cppblog.com/MatoNo1/archive/2015/05/05/195857.html
跨度为6的线段树:
线段树详解
容易发现,根结点下标为1,下标为A的结点的左子结点下标为(A+1),右子结点下标为A+SZ(A.L)+1,其中SZ(A.L)为A的左子树大小。
若A的左右端点为l、r,mid=(l+r)/2(下取整),则A的左子树所表示的线段为[l, mid],所以SZ(A.L)=(mid-l+1)*2-1=(mid-l)*2+1=((r-l-1)/2(上取整))*2+1
这样,A的右子结点下标就是A+((r-l+1)/2(上取整))*2,也就是A加上大于(r-l)的最小的偶数;
写在代码里就是:

写在代码里就是:
int mid=l+r>>1;
opr(l, mid, A+1);
opr(mid+1, r, (r-l&1?A+r-l+1:A+r-l+2));

或者,借助位运算,可以免去条件判断:

int mid=l+r>>1;
opr(l, mid, A+1);
opr(mid+1, r, A+r-l+2-((r^l)&1));

经测试,后者(使用位运算的)虽然总的运算次数多于前者(使用条件判断的),但后者比前者快一点点,其原因可能与C语言中的条件运算符速度较慢有关;

这样,我们就成功地将线段树下标的空间利用率提高到了100%!!以后只需要开2N空间就行了囧……
与传统表示法相比,这种新式表示法虽然可以节省空间,但时间消耗要更大一些(时间和空间总是矛盾的囧……),因为它在找右子结点的时候需要较多的运算。平均起来,新式表示法比传统表示法要慢10~15%,对于某些坑爹的数据(对右子结点调用比较多的那种)可能慢得更多。此外,在下放标记的时候,传统表示法只需要知道结点下标就行了,而新式表示法必须同时知道结点的左右端点,这样在dm中就需要传递三个参数,从而要慢一些,当然,我们可以不用dm,直接在操作里面写标记下放。

四.zkw线段树

转载自:http://blog.csdn.net/qq_18455665/article/details/50989113

前言

首先说说出处:
清华大学 张昆玮(zkw) - ppt 《统计的力量》
本文(辣鸡)编辑:BeiYu
写这篇博客的原因: 
1.zkw线段树非递归,效率高,代码短 
2.网上关于zkw线段树的讲解实在是太少了 
3.个人感觉很实用

更新日志

20160327-Part 1(zkw线段树的建立)
20160329-Part 2(单点操作)
20160329-Part 3(区间操作)

Part 1

来说说它的构造

线段树的堆式储存

线段树详解

我们来转成二进制看看

线段树详解

小学生问题:找规律

规律是很显然的

一个节点的父节点是这个数左移1,这个位运算就是低位舍弃,所有数字左移一位
一个节点的子节点是这个数右移1,是左节点,右移1+1是右节点
同一层的节点是依次递增的,第n层有2^(n-1)个节点
最后一层有多少节点,值域就是多少(这个很重要)

有了这些规律就可以开始着手建树了

查询区间[1,n]

最后一层不是2的次幂怎么办?
开到2的次幂!后面的空间我不要了!就是这么任性!
Build函数就这么出来了!找到不小于n的2的次幂
直接输入叶节点的信息

int n,M,q;int d[N<<1];
inline void Build(int n){
    for(M=1;M<n;M<<=1);
    for(int i=M+1;i<=M+n;i++) d[i]=in();
}

建完了?当然没有!父节点还都是空的呢!

维护父节点信息?

倒叙访问,每个节点访问的时候它的子节点已经处理过辣!

维护区间和?
for(int i=M-1;i;--i) d[i]=d[i<<1]+d[i<<1|1];
维护最大值?
for(int i=M-1;i;--i) d[i]=max(d[i<<1],d[i<<1|1]);
维护最小值?
for(int i=M-1;i;--i) d[i]=min(d[i<<1],d[i<<1|1]);

这样就构造出了一颗二叉树,也就是zkw线段树了!

如果你是压行选手的话(比如我),建树的代码只需要两行。
是不是特别Easy!
新技能Get√

Part 2

单点操作

单点修改

void Change(int x,int v){
    d[M+x]+=v;
}

只是这么简单?当然不是,跟线段树一样,我们要更新它的父节点!

void Change(int x,int v){
    d[x=M+x]+=v;
    while(x) d[x>>=1]=d[x<<1]+d[x<<1|1];
}

没了?没了。

单点查询(差分思想,后面会用到)

把d维护的值修改一下,变成维护它与父节点的差值(为后面的RMQ问题做准备)
建树的过程就要修改一下咯!

void Build(int n){
    for(M=1;M<=n+1;M<<=1);for(int i=M+1;i<=M+n;i++) d[i]=in();
    for(int i=M-1;i;--i) d[i]=min(d[i<<1],d[i<<1|1]),d[i<<1]-=d[i],d[i<<1|1]-=d[i];
}

在当前情况下的查询

void Sum(int x,int res=0){
    while(x) res+=d[x],x>>=1;return res;
}

Part 3

区间操作

询问区间和,把[s,t]闭区间换成(s,t)开区间来计算

    int Sum(int s,int t,int Ans=0){
        for (s=s+M-1,t=t+M+1;s^t^1;s>>=1,t>>=1){
            if(~s&1) Ans+=d[s^1];
            if( t&1) Ans+=d[t^1];
        }return Ans;
    }

为什么~s&1?

为什么t&1?
线段树详解
变成开区间了以后,如果s是左儿子,那么它的兄弟节点一定在区间内,同理,如果t是右儿子,那么它的兄弟节点也一定在区间内!

这样计算不会重复吗?

答案是会的!所以注意迭代的出口s^t^1
如果s,t就是兄弟节点,那么也就迭代完成了。

代码简单,即使背过也不难QuQ

区间最小值

void Sum(int s,int t,int L=0,int R=0){
    for(s=s+M-1,t=t+M+1;s^t^1;s>>=1,t>>=1){
        L+=d[s],R+=d[t];
        if(~s&1) L=min(L,d[s^1]);
        if(t&1) R=min(R,d[t^1]);
    }
    int res=min(L,R);while(s) res+=d[s>>=1];
}

差分!

不要忘记最后的统计!
还有就是建树的时候是用的最大值还是最小值,这个一定要注意,影响到差分。

区间最大值

   void Sum(int s,int t,int L=0,int R=0){
        for(s=s+M-1,t=t+M+1;s^t^1;s>>=1,t>>=1){
            L+=d[s],R+=d[t];
            if(~s&1) L=max(L,d[s^1]);
            if(t&1) R=max(R,d[t^1]);
        }
        int res=max(L,R);while(s) res+=d[s>>=1];
    }

同理。

区间加法

 void Add(int s,int t,int v,int A=0){
        for(s=s+M-1,t=t+M+1;s^t^1;s>>=1,t>>=1){
            if(~s&1) d[s^1]+=v;if(t&1) d[t^1]+=v;
            A=min(d[s],d[s^1]);d[s]-=A,d[s^1]-=A,d[s>>1]+=A;
            A=min(d[t],d[t^1]);d[t]-=A,d[t^1]-=A,d[t>>1]+=A;
        }
        while(s) A=min(d[s],d[s^1]),d[s]-=A,d[s^1]-=A,d[s>>=1]+=A;
    }

同样是差分!差分就是厉害QuQ

zkw线段树小试牛刀(code来自hzwer.com)

  #include<cstdio>
    #include<iostream>
    #define M 261244
    using namespace std;
    int tr[524289];
    void query(int s,int t)
    {
        int ans=0;
        for(s=s+M-1,t=t+M+1;s^t^1;s>>=1,t>>=1)
        {
             if(~s&1)ans+=tr[s^1];
             if(t&1)ans+=tr[t^1];
             }
        printf("%d\n",ans);
    } 
    void change(int x,int y)
    {
        for(tr[x+=M]+=y,x>>=1;x;x>>=1)
           tr[x]=tr[x<<1]+tr[x<<1|1];
    }
    int main()
    {
        int n,m,f,x,y;
        scanf("%d",&n);
        for(int i=1;i<=n;i++){scanf("%d",&x);change(i,x);}
        scanf("%d",&m);
        for(int i=1;i<=m;i++)
        {
                scanf("%d%d%d",&f,&x,&y);
                if(f==1)change(x,y);
                else query(x,y);
                }
        return 0;
    }

poj3468(code来自网络)

  #include <cstdio>
    #include <cstring>
    #include <cctype>
    #define N ((131072 << 1) + 10) //表示节点个数->不小于区间长度+2的最小2的正整数次幂*2+10
    typedef long long LL;
    inline int getc() {
        static const int L = 1 << 15;
        static char buf[L] , *S = buf , *T = buf;
        if (S == T) {
            T = (S = buf) + fread(buf , 1 , L , stdin);
            if (S == T)
                return EOF;
        }
        return *S++;
    }
    inline int getint() {
        static char c;
        while(!isdigit(c = getc()) && c != '-');
        bool sign = (c == '-');
        int tmp = sign ? 0 : c - '0';
        while(isdigit(c = getc()))
            tmp = (tmp << 1) + (tmp << 3) + c - '0';
        return sign ? -tmp : tmp;
    }
    inline char getch() {
        char c;
        while((c = getc()) != 'Q' && c != 'C');
        return c;
    }
    int M; //底层的节点数
    int dl[N] , dr[N]; //节点的左右端点
    LL sum[N]; //节点的区间和
    LL add[N]; //节点的区间加上一个数的标记
    #define l(x) (x<<1) //x的左儿子,利用堆的性质
    #define r(x) ((x<<1)|1) //x的右儿子,利用堆的性质
    void pushdown(int x) { //下传标记
     if (add[x]&&x<M) {//如果是叶子节点,显然不用下传标记(别忘了)
         add[l(x)] += add[x];
            sum[l(x)] += add[x] * (dr[l(x)] - dl[l(x)] + 1);
            add[r(x)] += add[x];
            sum[r(x)] += add[x] * (dr[r(x)] - dl[r(x)] + 1);
            add[x] = 0; 
        }
    }
    int stack[20] , top;//栈
    void upd(int x) { //下传x至根节点路径上节点的标记(自上而下,用栈实现)
     top = 0;
        int tmp = x;
        for(; tmp ; tmp >>= 1)
            stack[++top] = tmp;
        while(top--)
            pushdown(stack[top]);
    }
    LL query(int tl , int tr) { //求和
     LL res=0;
        int insl = 0, insr = 0; //两侧第一个有用节点
     for(tl=tl+M-1,tr=tr+M+1;tl^tr^1;tl>>=1,tr>>=1) {
            if (~tl&1) {
                if (!insl)
            upd(insl=tl^1);
                res+=sum[tl^1];
            }
            if (tr&1) {
                if(!insr)
            upd(insr=tl^1)
                res+=sum[tr^1];
            }
        }
        return res;
    }
    void modify(int tl , int tr , int val) { //修改
     int insl = 0, insr = 0;
        for(tl=tl+M-1,tr=tr+M+1;tl^tr^1;tl>>=1,tr>>=1) {
            if (~tl&1) {
                if (!insl)
                    upd(insl=tl^1);
                add[tl^1]+=val;
                sum[tl^1]+=(LL)val*(dr[tl^1]-dl[tl^1]+1);
            }
            if (tr&1) {
                if (!insr)
                    upd(insr=tr^1);
                add[tr^1]+=val;
                sum[tr^1]+=(LL)val*(dr[tr^1]-dl[tr^1]+1);
            }
        }
        for(insl=insl>>1;insl;insl>>=1) //一路update
         sum[insl]=sum[l(insl)]+sum[r(insl)];
        for(insr=insr>>1;insr;insr>>=1)
            sum[insr]=sum[l(insr)]+sum[r(insr)];


    }
    inline void swap(int &a , int &b) {
        int tmp = a;
        a = b;
        b = tmp;
    }
    int main() {
        //freopen("tt.in" , "r" , stdin);
     int n , ask;
        n = getint();
        ask = getint();
        int i;
        for(M = 1 ; M < (n + 2) ; M <<= 1);
        for(i = 1 ; i <= n ; ++i)
            sum[M + i] = getint() , dl[M + i] = dr[M + i] = i; //建树
     for(i = M - 1; i >= 1 ; --i) { //预处理节点左右端点
         sum[i] = sum[l(i)] + sum[r(i)];
            dl[i] = dl[l(i)];
            dr[i] = dr[r(i)];
        }
        char s;
        int a , b , x;
        while(ask--) {
            s = getch();
            if (s == 'Q') {
                a = getint();
                b = getint();
                if (a > b)
                    swap(a , b);
                printf("%lld\n" , query(a , b));
            }
            else {
                a = getint();
                b = getint();
                x = getint();
                if (a > b)
                    swap(a , b);
                modify(a , b , x);
            }
        }
        return 0;
    }

可持久化线段树版本?!(来自http://blog.csdn.net/forget311300/article/details/44306265

  #include <iostream>  
    #include <cstdio>  
    #include <cstring>  
    #include <cmath>  
    #include <algorithm>  
    #include <vector>  
    #define mp(x,y) make_pair(x,y)  

    using namespace std;  

    const int N = 100000;  
    const int inf = 0x3f3f3f3f;  

    int a[N + 10];  
    int b[N + 10];  
    int M;  
    int lq, rq;  
    vector<pair<int, int> > s[N * 22];  

    void add(int id, int cur)  
    {  
        cur += M;  
        int lat = 0;  
        if (s[cur].size())  
            lat = s[cur][s[cur].size() - 1].second;  
        s[cur].push_back(mp(id, ++lat));  
        for (cur >>= 1; cur; cur >>= 1)  
        {  
            int l = 0;  
            if (s[cur << 1].size())  
                l = s[cur << 1][s[cur << 1].size() - 1].second;  
            int r = 0;  
            if (s[cur << 1 | 1].size())  
                r = s[cur << 1 | 1][s[cur << 1 | 1].size() - 1].second;  
            s[cur].push_back(mp(id, l + r));  
        }  
    }  

    int Q(int id, int k)  
    {  
        if (id >= M) return id - M;  
        int l = id << 1, r = l ^ 1;  
        int ll = lower_bound(s[l].begin(), s[l].end(), mp(lq, inf)) - s[l].begin() - 1;  
        int rr = lower_bound(s[l].begin(), s[l].end(), mp(rq, inf)) - s[l].begin() - 1;  
        int kk = 0;  
        if (rr >= 0)kk = s[l][rr].second;  
        if (ll >= 0)kk = s[l][rr].second - s[l][ll].second;  
        if (kk < k)return Q(r, k - kk);  
        return Q(l, k);  
    }  

    int main()  
    {  
        int n, m;  
        while (~scanf("%d%d", &n, &m))  
        {  
            for (int i = 0; i < n; i++)  
            {  
                scanf("%d", a + i);  
                b[i] = a[i];  
            }  
            sort(b, b + n);  
            int nn = unique(b, b + n) - b;  
            for (M = 1; M < nn; M <<= 1);  
            for (int i = 1; i < M + M; i++)  
            {  
                s[i].clear();  
                //s[i].push_back(mp(0, 0));  
            }  
            for (int i = 0; i < n; i++)  
            {  
                int id = lower_bound(b, b + nn, a[i]) - b;  
                add(i + 1, id);  
            }  
            while (m--)  
            {  
                int k;  
                scanf("%d %d %d", &lq, &rq, &k);  
                lq--;  
                int x = Q(1, k);  
                printf("%d\n", b[x]);  
            }  
        }  
        return 0;  
    }  

完全模板?!(来自http://blog.csdn.net/forget311300/article/details/44306265

const int N = 1e5;  

struct node  
{  
    int sum, d, v;  
    int l, r;  
    void init()  
    {  
        d = 0;  
        v = -1;  
    }  
    void cb(node ls, node rs)  
    {  
        sum = ls.sum + rs.sum;  
        l = ls.l, r = rs.r;  
    }  
    int len()  
    {  
        return r - l + 1;  
    }  
    void V(int x)  
    {  
        sum = len() * x;  
        d = 0;  
        v = x;  
    }  
    void D(int x)  
    {  
        sum += len() * x;  
        d += x;  
    }  
};  

struct tree  
{  
    int m, h;  
    node g[N << 2];  
    void init(int n)  
    {  
        for (m = h = 1; m < n + 2; m <<= 1, h++);  
        int i = 0;  
        for (; i <= m; i++)  
        {  
            g[i].init();  
            g[i].sum = 0;  
        }  
        for (; i <= m + n; i++)  
        {  
            g[i].init();  
            scanf("%d", &g[i].sum);  
            g[i].l = g[i].r = i - m;  
        }  
        for (; i < m + m; i++)  
        {  
            g[i].init();  
            g[i].sum = 0;  
            g[i].l = g[i].r = i - m;  
        }  
        for (i = m - 1; i > 0; i--)  
            g[i].cb(g[i << 1], g[i << 1 | 1]);  
    }  
    void dn(int x)  
    {  
        for (int i = h - 1; i > 0; i--)  
        {  
            int f = x >> i;  
            if (g[f].v != -1)  
            {  
                g[f << 1].V(g[f].v);  
                g[f << 1 | 1].V(g[f].v);  
            }  
            if (g[f].d)  
            {  
                g[f << 1].D(g[f].d);  
                g[f << 1 | 1].D(g[f].d);  
            }  
            g[f].v = -1;  
            g[f].d = 0;  
        }  
    }  
    void up(int x)  
    {  
        for (x >>= 1; x; x >>= 1)  
        {  
            if (g[x].v != -1)continue;  
            int d = g[x].d;  
            g[x].d = 0;  
            g[x].cb(g[x << 1], g[x << 1 | 1]);  
            g[x].D(d);  
        }  
    }  
    void update(int l, int r, int x, int o)  
    {  
        l += m - 1, r += m + 1;  
        dn(l), dn(r);  
        for (int s = l, t = r; s ^ t ^ 1; s >>= 1, t >>= 1)  
        {  
            if (~s & 1)  
            {  
                if (o)  
                    g[s ^ 1].V(x);  
                else  
                    g[s ^ 1].D(x);  
            }  
            if (t & 1)  
            {  
                if (o)  
                    g[t ^ 1].V(x);  
                else  
                    g[t ^ 1].D(x);  
            }  
        }  
        up(l), up(r);  
    }  
    int Q(int l, int r)  
    {  
        int ans = 0;  
        l += m - 1, r += m + 1;  
        dn(l), dn(r);  
        for (int s = l, t = r; s ^ t ^ 1; s >>= 1, t >>= 1)  
        {  
            if (~s & 1)ans += g[s ^ 1].sum;  
            if (t & 1)ans += g[t ^ 1].sum;  
        }  
        return ans;  
    }  
};  

二维情况(来自http://blog.csdn.net/forget311300/article/details/44306265

  #include <cstdio>  
    #include <algorithm>  
    #include <cstring>  
    #include <cmath>  
    #include <vector>  
    #include <iostream>  

    using namespace std;  

    const int W = 1000;  

    int m;  

    struct tree  
    {  
        int d[W << 2];  
        void o()  
        {  
            for (int i = 1; i < m + m; i++)d[i] = 0;  
        }  
        void Xor(int l, int r)  
        {  
            l += m - 1, r += m + 1;  
            for (int s = l, t = r; s ^ t ^ 1; s >>= 1, t >>= 1)  
            {  
                if (~s & 1)d[s ^ 1] ^= 1;  
                if (t & 1)d[t ^ 1] ^= 1;  
            }  
        }  

    } g[W << 2];  

    void chu()  
    {  
        for (int i = 1; i < m + m; i++)  
            g[i].o();  
    }  


    void Xor(int lx, int ly, int rx, int ry)  
    {  
        lx += m - 1, rx += m + 1;  
        for (int s = lx, t = rx; s ^ t ^ 1; s >>= 1, t >>= 1)  
        {  
            if (~s & 1)g[s ^ 1].Xor(ly, ry);  
            if (t & 1)g[t ^ 1].Xor(ly, ry);  
        }  
    }  

    int Q(int x, int y)  
    {  
        int ans = 0;  
        for (int xx = x + m; xx; xx >>= 1)  
        {  
            for (int yy = y + m; yy; yy >>= 1)  
            {  
                ans ^= g[xx].d[yy];  
            }  
        }  
        return ans;  
    }  

    int main()  
    {  
        int T;  
        cin >> T;  
        int fl = 0;  
        while (T--)  
        {  
            if (fl)  
            {  
                printf("\n");  
            }  
            fl = 1;  
            int N, M;  
            cin >> N >> M;  
            for (m =  1; m < N + 2; m <<= 1);  
            chu();  
            while (M--)  
            {  
                char o[4];  
                scanf("%s", o);  
                if (*o == 'Q')  
                {  
                    int x, y;  
                    scanf("%d%d", &x, &y);  
                    printf("%d\n", Q(x, y));  
                }  
                else  
                {  
                    int lx, ly, rx, ry;  
                    scanf("%d%d%d%d", &lx, &ly, &rx, &ry);  
                    Xor(lx, ly, rx, ry);  
                }  
            }  
        }  
        return 0;  
    }  

非递归扫描线+离散化?!(来自http://blog.csdn.net/forget311300/article/details/44306265

   #include <algorithm>  
    #include <iostream>  
    #include <cstdio>  
    #include <cstring>  
    #include <vector>  
    #include <cmath>  

    using namespace std;  

    const int N = 111;  

    int n;  
    vector<double> y;  

    struct node  
    {  
        double s;  
        int c;  
        int l, r;  
        void chu(double ss, int cc, int ll, int rr)  
        {  
            s =  ss;  
            c = cc;  
            l = ll, r = rr;  
        }  
        double len()  
        {  
            return y[r] - y[l - 1];  
        }  
    } g[N << 4];  
    int M;  

    void init(int n)  
    {  
        for (M = 1; M < n + 2; M <<= 1);  
        g[M].chu(0, 0, 1, 1);  
        for (int i = 1; i <= n; i++)  
            g[i + M].chu(0, 0, i, i);  
        for (int i = n + 1; i < M; i++)  
            g[i + M].chu(0, 0, n, n);  
        for (int i = M - 1; i > 0; i--)  
            g[i].chu(0, 0, g[i << 1].l, g[i << 1 | 1].r);  
    }  

    struct line  
    {  
        double x, yl, yr;  
        int d;  
        line() {}  
        line(double x, double yl, double yr, int dd): x(x), yl(yl), yr(yr), d(dd) {}  
        bool operator < (const line &cc)const  
        {  
            return x < cc.x || (x == cc.x && d > cc.d);  
        }  
    };  

    vector<line>L;  

    void one(int x)  
    {  
        if (x >= M)  
        {  
            g[x].s = g[x].c ? g[x].len() : 0;  
            return;  
        }  
        g[x].s = g[x].c ? g[x].len() : g[x << 1].s + g[x << 1 | 1].s;  
    }  

    void up(int x)  
    {  
        for (; x; x >>= 1)  
            one(x);  
    }  

    void add(int l, int r, int d)  
    {  
        if (l > r)return;  
        l += M - 1, r += M + 1;  
        for (int s = l, t = r; s ^ t ^ 1; s >>= 1, t >>= 1)  
        {  
            if (~s & 1)  
            {  
                g[s ^ 1].c += d;  
                one(s ^ 1);  
            }  
            if (t & 1)  
            {  
                g[t ^ 1].c += d;  
                one(t ^ 1);  
            }  
        }  
        up(l);  
        up(r);  
    }  

    double sol()  
    {  
        y.clear();  
        L.clear();  
        for (int i = 0; i < n; i++)  
        {  
            double lx, ly, rx, ry;  
            scanf("%lf %lf %lf %lf", &lx, &ly, &rx, &ry);  
            L.push_back(line(lx, ly, ry, 1));  
            L.push_back(line(rx, ly, ry, -1));  
            y.push_back(ly);  
            y.push_back(ry);  
        }  
        sort(y.begin(), y.end());  
        y.erase(unique(y.begin(), y.end()), y.end());  
        init(y.size());  
        sort(L.begin(), L.end());  
        n = L.size() - 1;  
        double ans = 0;  
        for (int i = 0; i < n; i++)  
        {  
            int l = upper_bound(y.begin(), y.end(), L[i].yl + 1e-8) - y.begin();  
            int r = upper_bound(y.begin(), y.end(), L[i].yr + 1e-8) - y.begin() - 1;  
            add(l, r, L[i].d);  
            ans += g[1].s * (L[i + 1].x - L[i].x);  
        }  
        return ans;  
    }  

    int main()  
    {  
        int ca = 1;  
        while (cin >> n && n)  
        {  
            printf("Test case #%d\nTotal explored area: %.2f\n\n", ca++, sol());  
        }  
        return 0;  
    }  
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