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C++树状数组(Binary Indexed Tree,BIT)是一种用于高效实现动态维护动态序列的数据结构,能够支持动态的单点更新和区间查询。树状数组的基本原理是通过对原始序列进行预处理,构建一个类似于完全二叉树的数据结构,用来存储每个位置之前的前缀和。
具体来说,树状数组的基本原理包括以下几个关键步骤:
- 初始化:首先对原始序列进行预处理,构建一个大小为n的树状数组,其中n为原始序列的长度。初始化时,将每个位置的值初始化为0。
- 单点更新:当需要更新某个位置的值时,可以通过不断更新当前位置及其父节点的值,实现单点更新操作。具体操作为将当前位置的值加上需要更新的值,然后更新当前位置的父节点,直到根节点。
- 区间查询:通过树状数组中存储的前缀和信息,可以高效地实现区间查询操作。对于查询区间[a, b],可以通过查询树状数组中b位置的前缀和减去a位置的前缀和,来得到区间[a, b]的和。
总的来说,树状数组通过巧妙地利用二进制表示和前缀和的性质,实现了高效的单点更新和区间查询操作,为动态序列的维护提供了一种有效的数据结构和算法。