六x- 1点8=4点五x- 0点九?

废话不多说,现在我给你4道拼多多的笔试算法题,你觉得你可以得多少分?


,一经查实,将立刻删除涉嫌侵权内容。

1、机器人需要有888-2或者888-3选项(使用控制器网口),或者840-3选项(使用Anybus网口)

2、此处举例888选项

3、机器人控制器有如下网口,其中:

5、此处举例连接WAN口

9、修改ip并选择对应网口

12、配置输入输出字节数。和PLC那边设置一致

14、设置station名字,这个名字要和PLC端对机器人的station设置一样

二、ABB机器人IO接线与配置

2、上部区域为输出16个点,其中9和10针脚的0v,24v需要从柜门旁边的XT31引过来

3、下部区域为16个输入点,9号针脚的0v需要从XT31引过来

4、左侧区域短接片为地址位,默认为10,如下图(剪掉的为1,留下的是0,高电平有效)。如果要修改板卡地址,在这里修改,机器人里也要做对应配置

6、控制面板,配置,找到devicenetdevice,添加(如果已经显示添加,则不需要再添加)

7、模板选择652,地址根据前面短接片设置,默认为10

8、确定后,暂时不重启,全部配置完再一起重启

9、进入Signal,点击添加

10、举例,一个输出设置如下

11、完成所有配置后,重启

12、可以在输入输出查看

13、视图选择 IO设备,选择对应设备,点击信号

14、DO信号可以强制,即点击下方0或者1

4、添加,选择默认模板,根据从站设备信息,依次填入名称,ip 地址,vendor等信息

5、添加后,不重启,添加signal,设备选刚建立的设备即可。完成所有设置后重启

6、如果已经有从站设备Device的EDS描述文件,可以先把该EDS文件拷贝到机器人 HOME文件夹下的EDS文件夹(或者通过Robotstudio传文件)

7、进入输入输出窗口,视图选择工业网络

9、弹出对话框,选择 是

10、此时再次到控制面板-配置,Ethernet/ipdevice下新建,模板就可以找到刚刚导入的EDS,如下图

11、选择对应模板,完成设置

包括设置IP地址,输入输出字节数等

12、建立signal,完成后重启

四、ABB修改旋转外轴为直线外轴(导轨)

1、购买了ABB机器人一个外部轴后,默认出厂配置为添加了一个外部旋转轴,如下图(7轴为旋转,显示度数)

2、如果想把外轴修改直线轴(导轨,显示为mm),进入控制面板,配置,主题选motion,找到single type

如果要修改其他类型,参见下图

6、如果机器人落于导轨上,再次进入robot

五、如何修改ABB控制器LAN3网口设置

1、机器人控制器有如下网口,其中

3、也可以连接wan口

4、如果要连接LAN3口传输数据,需修改LAN3配

7、添加ip地址,如下,选择LAN3口

六、移动机器人外轴保持TCP不变

1、机器人配置了导轨后,有时候移动外轴,机器人7个轴一起动,TCP不变。如何设置?如果只想移动外轴,其他轴不动如何设置?

3、在正确配置外轴(导轨)后,如果在手动操纵界面,选择了world,此时切换到外轴后,机器人和外轴同时被选中,即表示现在联动。此时移动外轴,机器人tcp不动,七个轴一起动

4、如果此时只想移动外轴,先切回机器人界面,坐标系选择base,此时再切回外轴,图标显示只选中外轴,可以单独移动外轴

七、如何修改ABB控制器WAN网口设置

1、机器人控制器有如下网口,其中

3、也可以连接wan口

4、WAN口修改ip地址如下

八、在机器人执行程序时捕获DI脉冲信号

1、机器人执行程序都是一行一行执行的,比如:

2、如果机器人在执行第1行的时候,收到了cam_di信号,而运行到第3行的时候,cam_di信号被PLC置为FALSE了,那么执行第4行的时候,机器人就会一直等待信号。

3、实际上,cam_di信号曾经有过,只是机器人没有执行到waitdi语句。

4、可以使用中断来实现上述要求

7、新建一个新的routine,类型为中断trap,该类型routine不能直接运行,必须由IsignalXX类似指令触发

8、上述例子22-24行为设置语句,只需要运行一遍即可。

11、24行设置触发条件,即cam_di由0变1,会自动触发运行cam_trap程序(对于cam_di的扫描,后台一直运行,所以即使机器人没有运行到相关di语句,有了信号也会触发)

12、这样即使程序运行到25行,PLC 发过信号,机器人运行到26行di信号没有,但执行过中断程序(执行中断过程,机器人运动不停),flag1被置为true。

13、机器人运行到27行,由于flag1为true,即收到过信号,机器人可以运行

就是TCP/IP通讯,无协议,在微软环境下称为socket

2、socket通讯能干什么?

可以收发制定的数据,包括sting字符串,byte数组等

3、创建socket机器人需要什么选项?

4、socket通讯网线插哪个网口?

通常机器人和相机通讯,机器人作为client端。

6、新建一个机器人系统,注意建立系统时加入pc-interface选项

7、为了避免之前的连接没有关闭,先插入socketclose指令,后面的socket1为自己新建的socketdev类型的变量

9、插入建立连接SocketConnect,后面需要制定Server的ip和端口,如果是在电脑和另一台虚拟控制器连接,ip设为“127.0.0.1”,端口自定义,建议不要用默认的1025.

这一步作用为机器人会和server建立连接,如果没有建立成功会一直等待,如果成功则往下执行

11、接下去可以收发数据,此处示例为client先发送数据给server,再接受server发送回来的数据

12、SocketSend后面可以发送string或者byte数组,具体可以选择不同可选变量

13、发送完毕后,client接受到server发回的数据并写屏

15、重新创建一个工作站,创建时不要忘记添加pcinterface选项

17、为了避免之前的连接没有关闭,同样建议先socketclose

23、建立连接后,机器人就可以执行死循环,即一直处于收发状态

25、client和server都写完后,可以运行,注意先运行server端,即server机器人处于监听状态,如果连上,两台相互通讯,效果如下

26、server机器人收到的讯息如下:

27、 client机器人收到的讯息如下:

使用WorldZone功能创建机器人HOME位输出功能

其中第一个为HOME位,数据类型为JointTarget,第二个每个轴的允许误差许

4、插入WZDOSET指令,设置对应DO输出

其中do_home为设置的对应输出,后面1为如果机器人在Home区间内,输出1,否则输出0

6、因为HOME位输出希望开机及执行,所以还需要在配置的controller主题下,设置eventroutine,如下:

8、此时,如果机器人在Home位,输出为1,否则为0

十一、机器人无钥匙开关手自动切换

1、有些配置了safemove2的机器人在控制柜无钥匙,如何实现手自动切换

2、示教器右下角点开,如下图

3、复位及自动上电按钮可以按电机标志图

十二:ABB机器人设置程序开机自启动

1、一些程序需要开机初始化,可以开机自启动。(程序内不要有运动指令)

2、记住例行程序名称,比如routine1

4、触发事件选poweron,(也可以选其他事件)

假设有编号从1到n的n个点,每个点都存了一些信息,用[L,R]表示下标从L到R的这些点。

线段树的用处就是,对编号连续的一些点进行修改或者统计操作,修改和统计的复杂度都是O(log2(n)).

线段树的原理,就是,将[1,n]分解成若干特定的子区间(数量不超过4*n),然后,将每个区间[L,R]都分解为

少量特定的子区间,通过对这些少量子区间的修改或者统计,来实现快速对[L,R]的修改或者统计。

由此看出,用线段树统计的东西,必须符合区间加法,否则,不可能通过分成的子区间来得到[L,R]的统计结果。

数字之和——总数字之和 = 左区间数字之和 + 右区间数字之和

最大值——总最大值=max(左区间最大值,右区间最大值)

不符合区间加法的例子:

众数——只知道左右区间的众数,没法求总区间的众数

01序列的最长连续零——只知道左右区间的最长连续零,没法知道总的最长连续零

一个问题,只要能化成对一些连续点的修改和统计问题,基本就可以用线段树来解决了,具体怎么转化在第六节会讲。

由于点的信息可以千变万化,所以线段树是一种非常灵活的数据结构,可以做的题的类型特别多,只要会转化。

线段树当然是可以维护线段信息的,因为线段信息也是可以转换成用点来表达的(每个点代表一条线段)。

所以在以下对结构的讨论中,都是对点的讨论,线段和点的对应关系在第七节扫描线中会讲。

本文二到五节是讲对线段树操作的原理和实现。

六到八节介绍了线段树解题模型,以及一些例题。

(注:由于线段树的每个节点代表一个区间,以下叙述中不区分节点和区间,只是根据语境需要,选择合适的词)

线段树本质上是维护下标为1,2,..,n的n个按顺序排列的数的信息,所以,其实是“点树”,是维护n的点的信息,至于每个点的数据的含义可以有很多,

在对线段操作的线段树中,每个点代表一条线段,在用线段树维护数列信息的时候,每个点代表一个数,但本质上都是每个点代表一个数。以下,在讨论线段树的时候,区间[L,R]指的是下标从L到R的这(R-L+1)个数,而不是指一条连续的线段。只是有时候这些数代表实际上一条线段的统计结果而已。

开始时是区间[1,n] ,通过递归来逐步分解,假设根的高度为1的话,树的最大高度为(n>1)。

线段树对于每个n的分解是唯一的,所以n相同的线段树结构相同,这也是实现可持久化线段树的基础。

下图展示了区间[1,13]的分解过程:

上图中,每个区间都是一个节点,每个节点存自己对应的区间的统计信息。

(1)线段树的点修改:

假设要修改[5]的值,可以发现,每层只有一个节点包含[5],所以修改了[5]之后,只需要每层更新一个节点就可以线段树每个节点的信息都是正确的,所以修改次数的最大值为层数

(2)线段树的区间查询:

线段树能快速进行区间查询的基础是下面的定理:

定理:n>=3时,一个[1,n]的线段树可以将[1,n]的任意子区间[L,R]分解为不超过个子区间。

这样,在查询[L,R]的统计值的时候,只需要访问不超过个节点,就可以获得[L,R]的统计信息,实现了O(log2(n))的区间查询。

(2.1)先给出一个粗略的证明(结合下图):

先考虑树的最下层,将所有在区间[L,R]内的点选中,然后,若相邻的点的直接父节点是同一个,那么就用这个父节点代替这两个节点(父节点在上一层)。这样操作之后,本层最多剩下两个节点。若最左侧被选中的节点是它父节点的右子树,那么这个节点会被剩下。若最右侧被选中的节点是它的父节点的左子树,那么这个节点会被剩下。中间的所有节点都被父节点取代。

对最下层处理完之后,考虑它的上一层,继续进行同样的处理,可以发现,每一层最多留下2个节点,其余的节点升往上一层,这样可以说明分割成的区间(节点)个数是大概是树高的两倍左右。

下图为n=13的线段树,区间[2,12],按照上面的叙述进行操作的过程图:

(2.2)然后给出正式一点的证明:

定理:n>=3时,一个[1,n]的线段树可以将[1,n]的任意子区间[L,R]分解为不超过个子区间。

用数学归纳法,证明上面的定理:

首先,n=3,4,5时,用穷举法不难证明定理成立。

情况一:[L,R]包含根节点(L=1且R=n),此时,[L,R]被分解为了一个节点,定理成立。

情况二:[L,R]包含根节点的左子节点,此时[L,R]一定不包含根的右子节点(因为如果包含,就可以合并左右子节点,

用根节点替代,此时就是情况一)。这时,以右子节点为根的这个树的元素个数为

[L,R]分成的子区间由两部分组成:

一:根的左子结点,区间数为1 

二:以根的右子节点为根的树中,进行区间查询,这个可以递归使用本定理。

由归纳假设可得,[L,R]一共被分成了个区间。

情况三:跟情况二对称,不一样的是,以根的左子节点为根的树的元素个数为

[L,R]一共被分成了个区间。

从公式可以看出,情况二的区间数小于等于情况三的区间数,于是只需要证明情况三的区间数符合条件就行了。

于是,情况二和情况三定理成立。

情况四:[L,R]不包括根节点以及根节点的左右子节点。

于是,剩下的层,每层最多两个节点(参考粗略证明中的内容)。

于是[L,R]最多被分解成了个区间,定理成立。

上面只证明了是上界,但是,其实它是最小上界。

n=3,4时,有很多组区间的分解可以达到最小上界。

就不证明了,有兴趣可以自己去证明。

下图是n=16 , L=2 , R=15 时的操作图,此图展示了达到最小上界的树的结构。

(3)线段树的区间修改:

线段树的区间修改也是将区间分成子区间,但是要加一个标记,称作懒惰标记。

本节点的统计信息已经根据标记更新过了,但是本节点的子节点仍需要进行更新。

即,如果要给一个区间的所有值都加上1,那么,实际上并没有给这个区间的所有值都加上1,而是打个标记,记下来,这个节点所包含的区间需要加1.打上标记后,要根据标记更新本节点的统计信息,比如,如果本节点维护的是区间和,而本节点包含5个数,那么,打上+1的标记之后,要给本节点维护的和+5。这是向下延迟修改,但是向上显示的信息是修改以后的信息,所以查询的时候可以得到正确的结果。有的标记之间会相互影响,所以比较简单的做法是,每递归到一个区间,首先下推标记(若本节点有标记,就下推标记),然后再打上新的标记,这样仍然每个区间操作的复杂度是O(log2(n))。

标记有相对标记绝对标记之分:

相对标记是将区间的所有数+a之类的操作,标记之间可以共存,跟打标记的顺序无关(跟顺序无关才是重点)。

所以,可以在区间修改的时候不下推标记,留到查询的时候再下推。

      注意:如果区间修改时不下推标记,那么PushUp函数中,必须考虑本节点的标记。

绝对标记是将区间的所有数变成a之类的操作,打标记的顺序直接影响结果,

所以这种标记在区间修改的时候必须下推旧标记,不然会出错。

注意,有多个标记的时候,标记下推的顺序也很重要,错误的下推顺序可能会导致错误。

之所以要区分两种标记,是因为非递归线段树只能维护相对标记。

因为非递归线段树是自底向上直接修改分成的每个子区间,所以根本做不到在区间修改的时候下推标记。

非递归线段树一般不下推标记,而是自下而上求答案的过程中,根据标记更新答案。

(4)线段树的存储结构:

线段树是用数组来模拟树形结构,对于每一个节点R ,左子节点为 2*R (一般写作R<<1)右子节点为 2*R+1(一般写作R<<1|1)

然后以1为根节点,所以,整体的统计信息是存在节点1中的。

这么表示的原因看下图就很明白了,左子树的节点标号都是根节点的两倍,右子树的节点标号都是左子树+1:

线段树需要的数组元素个数是:,一般都开4倍空间,比如: int A[n<<2];

以下以维护数列区间和的线段树为例,演示最基本的线段树代码。

 1 //PushUp函数更新节点信息 ,这里是求和
 
7 //根据条件判断往左子树调用还是往右 10 PushUp(rt);//子节点更新了,所以本节点也需要更新信息
4 Add[rt]+=C;//增加Add标记,表示本区间的Sum正确,子区间的Sum仍需要根据Add的值来调整 9 //这里判断左右子树跟[L,R]有无交集,有交集才递归

首先是下推标记的函数:

2 //ln,rn为左子树,右子树的数字数量。 7 //修改子节点的Sum使之与对应的Add相对应 10 //清除本节点标记

然后是区间查询的函数:

3 //在区间内,直接返回 7 //下推标记,否则Sum可能不正确

我说相对标记在Update时可以不下推,这一点是对的,但是原来的代码是错误的。

因为原来的代码中,PushUP函数是没有考虑本节点的Add值的,如果Update时下推标记,那么PushUp的时候,节点的Add值一定为零,所以不需要考虑Add。

但是,如果Update时暂时不下推标记的话,那么PushUp函数就必须考虑本节点的Add值,否则会导致错误。

为了简便,上面函数中,PushUp函数没有考虑Add标记。所以无论是相对标记还是绝对标记,在更新信息的时候,

到达的每个节点都必须调用PushDown函数来下推标记,另外,代码中,点修改函数中没有PushDown函数,因为这里假设只有点修改一种操作,

如果题目中是点修改和区间修改混合的话,那么点修改中也需要PushDown。

非递归的思路很巧妙,思路以及部分代码实现 来自  清华大学 张昆玮 《统计的力量》 ,有兴趣可以去找来看。

非递归的实现,代码简单(尤其是点修改和区间查询),速度快,建树简单,遍历元素简单。总之能非递归就非递归吧。

不过,要支持区间修改的话,代码会变得复杂,所以区间修改的时候还是要取舍。有个特例,如果区间修改,但是只需要

在所有操作结束之后,一次性下推所有标记,然后求结果,这样的话,非递归写起来也是很方便的。

下面先讲思路,再讲实现。

非递归的思想总的来说就是自底向上进行各种操作。回忆递归线段树的点修改,首先由根节点1向下递归,找到对应的叶

节点,然后,修改叶节点的值,再向上返回,在函数返回的过程中,更新路径上的节点的统计信息。而非递归线段树的思路是,

如果可以直接找到叶节点,那么就可以直接从叶节点向上更新,而一个节点找父节点是很容易的,编号除以2再下取整就行了。

那么,如何可以直接找到叶节点呢?非递归线段树扩充了普通线段树(假设元素数量为n),使得所有非叶结点都有两个子结点且叶子结点都在同一层。

来观察一下扩充后的性质:

可以注意到红色和黑色数字的差是固定的,如果事先算出这个差值,就可以直接找到叶节点。

注意:区分3个概念:原数组下标,线段树中的下标和存储下标。

原数组下标,是指,需要维护统计信息(比如区间求和)的数组的下标,这里都默认下标从1开始(一般用A数组表示)

线段树下标,是指,加入线段树中某个位置的下标,比如,原数组中的第一个数,一般会加入到线段树中的第二个位置,

为什么要这么做,后面会讲。

存储下标,是指该元素所在的叶节点的编号,即实际存储的位置。

【在上面的图片中,红色为原数组下标,黑色为存储下标】

有了这3个概念,下面开始讲区间查询。

首先,区间的划分没有变,现在关键是如何直接找到被分成的区间。原来是递归查找,判断左右子区间跟[L,R]是否有交点,

若有交点则向下递归。现在要非递归实现,这就是巧妙之处,见下图,以查询[3,11]为例子。

其实,容易发现,紫色部分的变化,跟原来分析线段树的区间分解的时候是一样的规则,图中多的蓝色是什么意思呢?

首先注意到,蓝色节点刚好在紫色节点的两端。

回忆一下,原来线段树在区间逐层被替代的过程中,哪些节点被留了下来?最左侧的节点,若为其父节点的右子节点,则留下。

最右侧的节点,若为其父节点的左子节点则留下。那么对于包裹着紫色的蓝色节点来看,刚好相反。

比如,以左侧的的蓝色为例,若该节点是其父节点的右子节点,就证明它右侧的那个紫色节点不会留下,会被其父替代,所以没必要在这一步计算,若该节点是其父节点的左子节点,就证明它右侧的那个紫色节点会留在这一层,所以必须在此刻计算,否则以后都不会再计算这个节点了。这样逐层上去,容易发现,对于左侧的蓝色节点来说,只要它是左子节点,那么就要计算对应的右子节点。同理,对于右侧的蓝色节点,只要它是右子节点,就需要计算它对应的左子节点。这个计算一直持续到左右蓝色节点的父亲为同一个的时候,才停止。于是,区间查询,其实就是两个蓝色节点一路向上走,在路径上更新答案。这样,区间修改就变成了两条同时向根走的链,明显复杂度O(log2(n))。并且可以非递归实现。

至此,区间查询也解决了,可以直接找到所有分解成的区间。

但是有一个问题,如果要查询[1,5]怎么办?[1]左边可是没地方可以放置蓝色节点了。

问题的解决办法简单粗暴,原数组的1到n就不存在线段树的1到n了,而是存在线段树的2到n+1,

而开始要建立一颗有n+2个元素的树,空出第一个和最后一个元素的空间。

现在来讲如何对线段树进行扩充。

再来看这个二叉树,令N=8;注意到,该树可以存8个元素,并且[1..7]是非叶节点,[8..15]是叶节点。

也就是说,左下角为N的二叉树,可以存N个元素,并且[1..N-1]是非叶节点,[N..2N-1]是叶节点。

并且,线段树下标+N-1=存储下标 (还记不记得原来对三个下标的定义)

这时,这个线段树存在两段坐标映射:

原数组下标+1=线段树下标

联立方程得到:原数组下标+N=存储下标

于是从原数组下标到存储下标的转换及其简单。

下一个问题:N怎么确定?

上面提到了,N的含义之一是,这棵树可以存N个元素,也就是说N必须大于等于n+2

于是,N的定义,N是大于等于n+2的,某个2的次方。

区间修改下的区间查询:

方法之一:如果题目许可,可以直接打上标记,最后一次下推所有标记,然后就可以遍历叶节点来获取信息。

方法之二:如果题目查询跟修改混在一起,那么,采用标记永久化思想。也就是,不下推标记。

递归线段树是在查询区间的时候下推标记,使得到达每个子区间的时候,Sum已经是正确值。

非递归没法这么做,非递归是从下往上,遇到标记就更新答案。

这题是Add标记,一个区间Add标记表示这个区间所有元素都需要增加Add

Add含义不变,Add仍然表示本节点的Sum已经更新完毕,但是子节点的Sum仍需要更新.

现在就是如何在查询的时候根据标记更新答案。

左边的蓝色节点从下往上走,在蓝色节点到达[1,4]时,注意到,左边蓝色节点之前计算过的所有节点(即[3,4])都是目前蓝色节点的子节点也就是说,当前蓝色节点的Add是要影响这个节点已经计算过的所有数。多用一个变量来记录这个蓝色节点已经计算过多少个数,根据个数以及当前蓝色节点的Add,来更新最终答案。

更新完答案之后,再加上[5,8]的答案,同时当前蓝色节点计算过的个数要+4(因为[5,8]里有4个数)

然后当这个节点到达[1,8]节点时,可以更新[1,8]的Add.

这里,本来左右蓝色节点相遇之后就不再需要计算了,但是由于有了Add标记,左右蓝色节点的公共祖先上的Add标记会影响目前的所有数,所以还需要一路向上查询到根,沿路根据Add更新答案。

这里讲完了查询,再来讲讲修改

修改的时候,给某个区间的Add加上了C,这个区间的子区间向上查询时,会经过这个节点,也就是会计算这个Add,但是

如果路径经过这个区间的父节点,就不会计算这个节点的Add,也就会出错。这里其实跟递归线段树一样,改了某个区间的Add

仍需要向上更新所有包含这个区间的Sum,来保持上面所有节点的正确性。

以下以维护数列区间和的线段树为例,演示最基本的非递归线段树代码。

9 //更新所有非叶节点的统计信息 11 //清空所有非叶节点的Add标记

(3)点修改下的区间查询:

求A[L..R]的和(点修改没有使用Add所以不需要考虑)

代码非常简洁,也不难理解,

s和t分别代表之前的论述中的左右蓝色节点,其余的代码根据之前的论述应该很容易看懂了。

s^t^1 在s和t的父亲相同时值为0,终止循环。

两个if是判断s和t分别是左子节点还是右子节点,根据需要来计算Sum

3 //Ln: s一路走来已经包含了几个数 4 //Rn: t一路走来已经包含了几个数 5 //x: 本层每个节点包含几个数

(5)区间修改下的区间查询:

13 //处理上层标记

给出线段树解题模型以及一些例题。

先对图中各个名字给出定义:

问题:可能可以用线段树解决的问题

目标信息:由问题转换而成的,为了解决问题而需要统计的信息(可能不满足区间加法)。

点信息:每个点储存的信息

区间信息:每个区间维护的信息(线段树节点定义) (必须满足区间加法)

区间信息包括 统计信息标记

--------统计信息:统计节点代表的区间的信息,一般自下而上更新

--------标记:对操作进行标记(在区间修改时需要),一般自上而下传递,或者不传递

区间加法:实现区间加法的代码

查询:实现查询操作的代码

修改:实现修改操作的代码

图中紫线右边是实际线段树的实现,左边是对问题的分析以及转换。

一个问题,若能转换成对一些连续点的修改或者统计,就可以考虑用线段树解决。

首先确定目标信息点信息,然后将目标信息转换成区间信息(必要时,增加信息,使之符合区间加法)。

之后就是线段树的代码实现了,包括:

2.建树,点信息到区间信息的转换 

3.每种操作(包括查询,修改)对区间信息的调用,修改

这样,点的信息不同,区间信息不同,线段树可以维护很多种类的信息,所以是一种非常实用的数据结构。

可以解决很多问题,下面给出几个例子来说明。

给定一个字符串(长度<=100000),有两个操作。   1:改变某个字符。 2:判断某个子串是否构成回文串。 

直接判断会超时。这个题目,是用线段树维护字符串哈希

若是回文串,则左右的哈希值会相等。而左右哈希值相等,则很大可能这是回文串。

若出现误判,可以再用一个K2,进行二次哈希判断,可以减小误判概率。

实现上,哈希值最好对某个质数取余数,这样分布更均匀。

目标信息:某个区间的左,右哈希值

目标信息已经符合区间加法,所以区间信息=目标信息

代码主要需要注意2个部分:

2.点信息->区间信息:(叶节点上,区间只包含一个点,所以需要将点信息转换成区间信息)

修改以及查询,在有了区间加法的情况下,没什么难度了。

可以看出,上述解题过程的核心,就是找到区间信息, 写好区间加法

下面是维护区间和的部分,下面的代码没有取余,也就是实际上是对2^32取余数,这样其实分布不均匀,容易出现误判:

题意是给定一个矩形,不停地纵向或横向切割,问每次切割后,最大的矩形面积是多少。

最大矩形面积=最长的长*最宽的宽

这题,长宽都是10^5,所以,用01序列表示每个点是否被切割,然后,

最长的长就是长的最长连续0的数量+1

最长的宽就是宽的最长连续0的数量+1

于是用线段树维护最长连续零

目标信息:区间最长连续零的个数

由于目标信息不符合区间加法,所以要扩充目标信息。

区间信息:从左,右开始的最长连续零,本区间是否全零,本区间最长连续零。

这里,一个区间的最长连续零,需要考虑3部分:

-(1):左子区间最长连续零

-(2):右子区间最长连续零

-(3):左右子区间拼起来,而在中间生成的连续零(可能长于两个子区间的最长连续零)

而中间拼起来的部分长度,其实是左区间从右开始的最长连续零+右区间从左开始的最长连续零。

所以每个节点需要多两个量,来存从左右开始的最长连续零。

然而,左开始的最长连续零分两种情况,

--(1):左区间不是全零,那么等于左区间的左最长连续零

--(2):左区间全零,那么等于左区间0的个数加上右区间的左最长连续零

于是,需要知道左区间是否全零,于是再多加一个变量。

最终,通过维护4个值,达到了维护区间最长连续零的效果。

如果是0,那么  最长连续零=左最长连续零=右最长连续零=1 ,全零=true。

如果是1,那么  最长连续零=左最长连续零=右最长连续零=0, 全零=false。

至于修改和查询,有了区间加法之后,机械地写一下就好了。

由于这里其实只有对整个区间的查询,所以查询函数是不用写的,直接找根的统计信息就行了。

给定一个长度不超过10^5的字符串(小写英文字母),和不超过5000个操作。

每个操作 L R K 表示给区间[L,R]的字符串排序,K=1为升序,K=0为降序。

最后输出最终的字符串。

目标信息:区间的计数排序结果

这里,目标信息是符合区间加法的,但是为了支持区间操作,还是需要扩充信息。

区间信息:区间的计数排序结果,排序标记,排序种类(升,降)

代码中需要解决的四个问题(难点在于标记下推和区间修改):

对应的字符数量相加即可(注意标记是不上传的,所以区间加法不考虑标记)。

2.点信息->区间信息:把对应字符的数量设置成1,其余为0,排序标记为false。

明显,排序标记是绝对标记,也就是说,标记对子节点是覆盖式的效果,一旦被打上标记,下层节点的一切信息都无效。

下推标记时,根据自己的排序结果,将元素分成对应的部分,分别装入两个子树。

这个是难点,由于要对某个区间进行排序,首先对各个子区间求和(求和之前一定要下推标记,才能保证求的和是正确的)

由于使用的计数排序,所以求和之后,新顺序也就出来了。然后按照排序的顺序按照每个子区间的大小来分配字符。

操作后,每个子区间都被打上了标记。

最后,在所有操作结束之后,一次下推所有标记,就可以得到最终的字符序列。

总结一下,线段树解题步骤。

:将问题转换成点信息目标信息

即,将问题转换成对一些点的信息的统计问题。

:将目标信息根据需要扩充成区间信息

1.增加信息符合区间加法。

2.增加标记支持区间操作。

:代码中的主要模块:

4.操作(各种操作,包括修改和查询)

完成第一步之后,题目有了可以用线段树解决的可能。

完成第二步之后,题目可以由线段树解决。

线段树的一大应用是扫描线。

先把相关题目给出,有兴趣可以去找来练习:

HDU 1255 覆盖的面积:给定平面上若干矩形,求出被这些矩形覆盖过至少两次的区域的面积.  

HDU 3642 Get The Treasury:给定若干空间立方体,求重叠了3次或以上的体积(这个是扫描面,每个面再扫描线)

再补充一道稍微需要一点模型转换的扫描线题:

这题是把星星转换成了矩形,把矩形框转换成了点,然后再扫描线。  

扫描线求重叠矩形面积:

考虑下图中的四个矩形:

扫描线的思路:使用一条垂直于X轴的直线,从左到右来扫描这个图形,明显,只有在碰到矩形的左边界或者右边界的时候,

这个线段所扫描到的情况才会改变,所以把所有矩形的入边,出边按X值排序。然后根据X值从小到大去处理,就可以

用线段树来维护扫描到的情况。如上图,X1到X8是所有矩形的入边,出边的X坐标。

而红色部分的线段,是这样,如果碰到矩形的入边,就把这条边加入,如果碰到出边,就拿走。红色部分就是有线段覆盖的部分。

要求面积,只需要知道图中的L1到L8。而线段树就是用来维护这个L1到L8的。

X1:首先遇到X1,将第一条线段加入线段树,由线段树统计得到线段长度为L1.

X2:然后继续扫描到X2,此时要进行两个动作:

2.更新线段。由于X2处仍然是入边,所以往线段树中又加了一条线段,加的这条线段可以参考3幅图中的第一幅。

然后线段树自动得出此时覆盖的线段长度为L2 (注意两条线段有重叠部分,重叠部分的长度只能算一次)

X3:继续扫描到X3,步骤同X2

再加入线段,得到L3.

X4:扫描到X4有些不一样了。

然后这时遇到了第一个矩形的出边,这时要从线段树中删除一条线段。

删除之后的结果是线段树中出现了2条线段,线段树自动维护这两条线段的长度之和L4

讲到这里算法流程应该很清晰了。

首先将所有矩形的入边,出边都存起来,然后根据X值排序。

这里用一个结构体,来存这些信息,然后排序。

然后扫描的时候,需要两个变量,一个叫PreL,存前一个x的操作结束之后的L值,和X,前一个横坐标。

假设一共有Ln条线段,线段下标从0开始,已经排好序。

2 int PreL=0;//前一个L值,刚开始是0,所以第一次计算时不会引入误差 11 //对所有X相同的线段进行操作 13 //根据入边还是出边来选择加入线段还是移除线段

无论是求面积还是周长,扫描线的结构大概就是上面的样子。

现在有两点需要说明一下。

(1):线段树进行线段操作时,每个点的含义(比如为什么Cover函数中,y2后面要-1)。

(2):线段树如何维护扫描线过程中的覆盖线段长度。

(3):线段树如何维护扫描线过程中线段的数量。

(1):线段树中点的含义

线段树如果没有离散化,那么线段树下标为1,就代表线段[1,2)

线段树下标为K的时候,代表的线段为[K,K+1) (长度为1)

所以,将上面的所有线段都化为[y1,y2)就可以理解了,线段[y1,y2)只包括线段树下标中的y1,y1+1,...,y2-1

当y值的范围是10^9时,就不能再按照上面的办法按值建树了,这时需要离散化。

7 //第二步去除重复值 10 //此时,所有y值被从小到大无重复地存入Rank数组,下标为[1..Rn] 13 //二分法求下标

此时,线段树的下标的含义就变成:如果线段树下标为K,代表线段[ Rank[K] , Rank[K+1] )。

所以此时叶节点的线段长度不是1了。

这时,之前的扫描线算法的函数调用部分就稍微的改变了一点:

看着有点长,其实不难理解,只是多了一步从y值到离散之后的下标的转换。

注意一点,如果下标为K的线段长度为Rank[K+1]-Rank[K],那么下标为Rn的线段树的长度呢?

其实这个不用担心,Rank[Rn]作为所有y值中的最大值,它肯定是一个线段的右端点,

而右端点求完离散之后的下标还要-1,所以上面的线段覆盖永远不会覆盖到Rn。

所以线段树其实只需要建立Rn-1个元素,因为下标为Rn的无法定义,也不会被访问。

不过有时候留着也有好处,这个看具体实现时自己取舍。

(2):如何维护覆盖线段长度

先提一个小技巧,一般,利用两个子节点来更新本节点的函数写成PushUp();

但是,对于比较复杂的子区间合并问题,在区间查询的时候,需要合并若干个子区间。

而合并子区间是没办法用PushUp函数的。于是,对于比较复杂的问题,把单个节点的信息写成一个结构体。

在结构体内重载运算符"+",来实现区间合并。这样,不仅在PushUp函数可以调用这个加法,区间询问时也可以

调用这个加法,这样更加方便。

下面给出维护线段覆盖长度的节点定义:

若本区间的覆盖次数大于0,那么令CL=L,直接为全覆盖,不管下层是怎么覆盖的,反正本区间已经全被覆盖。

若本区间的覆盖次数等于0,那么调用上面结构体中的加法函数,利用子区间的覆盖来计算。

加入一条线段就是给每一个分解的子区间的Cover+1,删除线段就-1,每次修改Cover之后,更新区间信息。

这里完全没有下推标记的过程。

如果不把区间加法定义成结构体内部的函数,而是定义在PushUp函数内,那么这里几乎就要重写一遍区间合并。

因为PushUp在这里用不上。

维护线段覆盖3次或以上的长度:

5 //CL[i]表示被覆盖了大于等于i次的线段长度,CL[0]其实就是线段总长

更新节点信息的思路大概就是:

假设要更新CL[3],然后发现本节点被覆盖了2次,那么本节点被覆盖三次或以上的长度就等于子节点被覆盖了1次或以上的长度之和。

而CL[0]建树时就赋值,之后不需要修改。

(3):如何维护扫描线过程中线段的数量

要维护被分成多少个线段,就需要记录左右端点是否被覆盖,知道了这个,就可以合并区间了。

左右两个区间合并时,若左区间的最右侧有线段且右区间的最左侧也有线段,那么这两个线段会合二为一,于是总线段数量会少1.

扫描线求重叠矩形周长:

这个图是在原来的基础上多画了一些东西,这次是要求周长。

所有的横向边都画了紫色,所有的纵向边画了绿色。

先考虑绿色的边,由图可以观察到,绿色边的长度其实就是L的变化值。

比如考虑X1,本来L是0,从0变到L1,所以绿色边长为L1.

再考虑X2,由L1变成了L2,所以绿色边长度为L2-L1,

于是,绿色边的长度就是L的变化值(注意上图中令L0=0,L9=0)。

因为长度是从0开始变化,最终归0.

再考虑紫色的边,要计算紫色边,其实就是计算L的线段是有几个线段组成的,每个线段会贡献两个端点(紫色圆圈)

而每个端点都会向右延伸出一条紫色边一直到下一个X值。

所以周长就是以上两部分的和。而两部分怎么维护,前面都讲过了,下面给出代码。

10 //更新横向的边界 14 //更新纵向边界

求立方体重叠3次或以上的体积:

这个首先扫描面,每个面内求重叠了3次或以上的面积,然后乘以移动距离就是体积。

面内扫描线,用线段树维护重叠了3次或以上的线段长度,然后用长度乘移动距离就是重叠了3次或以上的面积。

扫描面基本原理都跟扫描线一样,就是嵌套了一层而已,写的时候细心一点就没问题了。

可持久化线段树,也叫主席树。

可持久化数据结构思想,就是保留整个操作的历史,即,对一个线段树进行操作之后,保留访问操作前的线段树的能力。

最简单的方法,每操作一次,建立一颗新树。这样对空间的需求会很大。

而注意到,对于点修改,每次操作最多影响个节点,于是,其实操作前后的两个线段树,结构一样,

而且只有个节点不同,其余的节点都一样,于是可以重复利用其余的点。

这样,每次操作,会增加个节点。

于是,这样的线段树,每次操作需要O(log2(n))的空间。

给定10万个数,10万个询问。

每个询问,问区间[L,R]中的数,从小到大排列的话,第k个数是什么。

这个题,首先对十万个数进行离散化,然后用线段树来维护数字出现的次数。

每个节点都存出现次数,那么查询时,若左节点的数的个数>=k,就往左子树递归,否则往右子树递归。

一直到叶节点,就找到了第k大的数。

这题的问题是,怎么得到一个区间的每个数出现次数。

注意到,数字的出现次数是满足区间减法的。

现在的问题就是,如何建立这10万个线段树。

以上就是主席树部分的代码。

熟悉SBT的,应该都很熟悉这种表示方法。

L,R是伪指针,指向左右子节点。

也就是说,空树的左右子树都是空树。

而本题中,每一颗树其实都是完整的,刚开始有一颗空树。

但是刚开始的空树,真的需要用空间去存吗?

其实不需要,刚开始的空树有这些性质:

1.每个节点的Sum值为0

2.每个非叶节点的左右子节点的Sum值也是0

而SBT的空树刚好满足这个性质。而线段树不依赖L,R指针来结束递归。

线段树是根据区间l,r来结束的,所以不会出现死循环。

所以只需要把Sum[0]=0;那么刚开始就不需要建树了,只有每个操作的个节点。

这个线段树少了表示父节点的int rt,因为不需要(也不能够)通过rt来找子节点了,而是直接根据L,R来找。

做这题之前需要会求普通的LIS问题(最长上升子序列问题)。

适合非递归线段树的题目:

题意:线段求交,给定一堆线段,按序输出被覆盖k次或以上的线段和点。

基础题,先操作,最后一次下推标记,然后输出,

维护两个线段树,一个线段覆盖,一个点覆盖。

题意:给定若干矩形,下端挨着地面,求最后的轮廓形成的折线,要求输出每一点的坐标。

思路:虽然是区间修改的线段树,但只需要在操作结束后一次下推标记,然后输出,所以适合非递归线段树。

题意:总共10万个操作,每次向集合中加入或删除一个数,求集合的最大公因数。(规定空集的最大公因数为1)

问N个点中,有多少个特殊点。

给定最多20万个操作,共3种:

提示:排序,线段树套平衡树

这题需要用到一点概率论,组合数学知识,和二分法。

非递归线段树在这题中主要解决RMQ问题(区间最大最小值问题),由于不带修改,这题用Sparse Table求解RMQ是标答。

不过非递归线段树也算比较快的了,虽然复杂度是O(n*log(n)*log(n)),还是勉强过了这题。

HDU 1255 覆盖的面积:给定平面上若干矩形,求出被这些矩形覆盖过至少两次的区域的面积.  

HDU 3642 Get The Treasury:给定若干空间立方体,求重叠了3次或以上的体积(这个是扫描面,每个面再扫描线)

给定一个长度不超过10^5的字符串(小写英文字母),和不超过5000个操作。

每个操作 L R K 表示给区间[L,R]的字符串排序,K=1为升序,K=0为降序。

最后输出最终的字符串。

给定一个矩形,不停地纵向或横向切割,问每次切割后,最大的矩形面积是多少。

给定一个字符串(长度<=100000),有10万个操作。

1:改变某个字符。 

2:判断某个子串是否构成回文串。 

 题意:对一个集合进行插入与删除操作。要求询问某个时刻,集合中的元素从小到大排序之后,序号%5 ==3 的元素值之和。

这题其实不一定要用线段树去做的,不过线段树还是可以做的。

题意:有一个板,h行,每行w长度的位置。每次往上面贴一张海报,长度为1*wi .

每次贴的时候,需要找到最上面的,可以容纳的空间,并且靠边贴。

题意:给定百万个数a[m],然后有万个操作,每次给现有序列加一个字符(0或1),或者删掉已有序列中,第 a[0] 个,第a[1]个,...,第a[m]个。

题意就是,给定n,m.

满足m个条件的n个数,或说明不存在。

题意就是,给定10^5 个数(范围10^15),求最长子序列使得相邻两个数的差大于等于 d。

给线段涂颜色,最多30种颜色,10万个操作。

每个操作给线段涂色,或问某一段线段有多少种颜色。

30种颜色用int的最低30位来存,然后线段树解决。

给一段线段进行黑白涂色,最后问最长的一段白色线段的长度。

这题需要用到莫队算法(Mo's Algorithm)+线段树区间修改,不过是单边界的区间,写起来挺有趣。

另一种解法就是暴力,很巧妙的方法,高复杂度+低常数居然就这么给过了。

做法:树状数组套主席树 或者 线段树套平衡树

给定最多20万个操作,共3种:

提示:排序,线段树套平衡树


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