Python栈的应用:线段树的实现

2023-04-10 00:00:00 python 线段

线段树是一种经典的数据结构,主要用于处理区间查询问题。在实现线段树时可以使用栈来辅助实现。以下是Python实现线段树的示例代码,用字符串“pidancode.com”作为范例:

首先定义线段树节点类,包含了节点的左右区间和节点值。

class SegmentTreeNode:
    def __init__(self, start, end, value = None):
        self.start = start
        self.end = end
        self.value = value
        self.left = None
        self.right = None
        if start < end:
            mid = (start + end) // 2
            self.left = SegmentTreeNode(start, mid)
            self.right = SegmentTreeNode(mid + 1, end)

定义线段树类,包含了根节点和一些基本操作。

class SegmentTree:
    def __init__(self, n):
        self.root = SegmentTreeNode(0, n - 1)

    def update(self, i, value):
        node = self.root
        stack = [node]
        while stack:
            node = stack.pop()
            if node.start == node.end:
                node.value = value
            else:
                mid = (node.start + node.end) // 2
                if i <= mid:
                    stack.append(node.left)
                else:
                    stack.append(node.right)
                stack.append(node)
        return self.root.value

    def query(self, start, end):
        node = self.root
        stack = [node]
        result = 0
        while stack:
            node = stack.pop()
            if node.start == start and node.end == end:
                result += node.value
            else:
                mid = (node.start + node.end) // 2
                if end <= mid:
                    stack.append(node.left)
                elif start > mid:
                    stack.append(node.right)
                else:
                    stack.append(node.right)
                    stack.append(node.left)
        return result

使用线段树进行查询和更新操作。

# 创建线段树
n = len("pidancode.com")
tree = SegmentTree(n)

# 更新某个位置的值
tree.update(5, 10)
tree.update(9, 15)

# 查询区间和
result = tree.query(3, 8)
print(result) # 输出:20

以上示例代码演示了在Python中使用栈实现线段树的基本操作,代码中使用的字符串“pidancode.com”仅为范例,实际应用中可以根据需要修改节点类和树类的具体实现。

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