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算法 - 如何快速在可变区间内求元素总和?

聂奇
2024-01-08

有没有一种数据结构,可以快速求区间内的元素总和、快速修改区间元素值、区间大小可变(头插头删尾插尾删),最好空间占用不超过4N

目前研究了下树状数组和线段树,头插头删一个元素时都需要重新建树,这样开销太大

共有1个答案

余靖
2024-01-08

对于你的需求,可以使用“差分数组”或“差分表”这种数据结构

差分数组是一种非常有用的数据结构,它可以在O(1)时间复杂度内完成区间求和、区间修改以及区间大小可变等操作。

具体来说,差分数组的基本思想是将原数组元素看作是数列的离散值,然后用差分数组来近似表示这个数列。差分数组与原数组有如下关系:

  • 差分数组[i] = 原数组[i] - 原数组[i-1](假设原数组至少有一个元素)
  • 原数组[i] = 差分数组[i] + 原数组[i-1]

通过差分数组,可以很容易地实现你所需要的功能:

  • 区间求和:直接对差分数组中对应的元素求和即可。
  • 区间修改:直接修改差分数组中对应的元素即可。
  • 区间大小可变:插入或删除元素时,只需要在差分数组中插入或删除对应的元素即可。注意插入和删除操作可能会导致其他元素的值变化,所以可能需要更新整个差分数组。但由于差分数组的性质,这个过程可以在O(N)时间复杂度内完成。

差分数组的空间复杂度为O(N),正好满足你的需求。

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