树状数组或二叉索引树(英语:Binary Indexed Tree),又以其发明者命名为Fenwick树,最早由Peter M. Fenwick于1994年以A New Data Structure for Cumulative Frequency Tables为题发表在SOFTWARE PRACTICE AND EXPERIENCE。其初衷是解决数据压缩里的累积频率(Cumulative Frequency)的计算问题,现多用于高效计算数列的前缀和, 区间和。
简介
树状数组或二叉索引树(英语:Binary Indexed Tree),又以其发明者命名为Fenwick树,最早由Peter M. Fenwick于1994年以A New Data Structure for Cumulative Frequency Tables为题发表在SOFTWARE PRACTICE AND EXPERIENCE。其初衷是解决数据压缩里的累积频率(Cumulative Frequency)的计算问题,现多用于高效计算数列的前缀和, 区间和。
结构起源
按照Peter M. Fenwick的说法,正如所有的整数都可以表示成2的幂和,我们也可以把一串序列表示成一系列子序列的和。采用这个想法,我们可将一个前缀和划分成多个子序列的和,而划分的方法与数的2的幂和具有极其相似的方式。一方面,子序列的个数是其二进制表示中1的个数,另一方面,子序列代表的f[i]的个数也是2的幂。
基本操作
预备函数
定义一个Lowbit函数,返回参数转为二进制后,最后一个1的位置所代表的数值.
例如,Lowbit(34)的返回值将是2;而Lowbit(12)返回4;Lowbit(8)返回8。
位往前数,见到的第一个1,也就是位上的1.
程序上,((Not I)+1) And I表明了最后一位1的值,
仍然以34为例,Not 0010 0010的结果是 1101 1101(221),加一后为 1101 1110(222), 把 0010 0010与1101 1110作AND,得0000 0010(2)。
应用
求逆序数
逆序数是一个数列中在它前面有比它大的个数。如4312的逆序数是0+1+2+2=5。
从最后一个数开始遍历,每次在树状数组中查询有多少个数小于当前的数并加入计数器,之后把当前元素加入树状数组。