「学习笔记」平衡树——splay 一

Splay,一种平衡树，同时也是二叉排序树，与 Treap 不同，它不需要维护堆的性质，它由 Daniel Sleator 和 Robert Tarjan（没错，tarjan，又是他）创造，伸展树是一种自调整二叉树，它会将一个节点沿着到根的路径旋转上去。空间效率：\(O_n\)摊平时间效率：\(O_{logn}\)建议先学会 Treap。

(资料图片)

int ch[N][2],fa[N];//左孩子,右孩子,父亲 ll val[N],siz[N],cnt[N];//点值 

数组存储，也可以用结构体。

与 treap 的旋转无太大差异，只要注意更新父节点就行了，记得要更新 \(siz\)。Splay 的旋转函数的参数，是转上去的那个数值，这里与 Treap 不同，Treap 是转下来的数值。这里旋转一定要注意次序，明白先处理哪个，再处理哪个，否则会 RE!一定要先处理 \(x\) 与 \(y\) 的孩子，再处理 \(x\) 与 \(y\)。

void pushup(int id)//更新siz {    siz[id]=siz[ch[id][0]]+siz[ch[id][1]]+cnt[id];}void spin(int x){    rint y=fa[x],z=fa[y],d=(ch[y][1]==x);//d 判断x是y的左孩子还是右孩子     ch[z][ch[z][1]==y]=x,fa[x]=z;//处理x与z的关系     ch[y][d]=ch[x][d^1],fa[ch[x][d^1]]=y;//处理y的孩子与x的孩子的关系     ch[x][d^1]=y;fa[y]=x;//处理y与x的关系     pushup(y);//先更新y     pushup(x);//在更新x }

\(x\) 要移动到父节点的位置。自己懒得画了，图扒的教练的直接旋转 \(x\) 即可。

\(x\) 点要移到到 \(g\) 或更向上的位置且 \(g\) -> \(p\) 和 \(p\) -> \(x\) 是同一方向。这里要先旋转 \(p\)，再旋转 \(x\)。

\(x\) 点要移到到 \(g\) 或更向上的位置且 \(g\) -> \(p\) 和 \(p\) -> \(x\) 不是是同一方向。这里旋转两次 \(x\)。其实，到这里你会发现，最后一次都是旋转 \(x\)。

void splay(int x,int goal){    while(fa[x]!=goal)//判断是否已经到目标点的下边     {        rint y=fa[x],z=fa[y];        if(z!=goal)//判断是情况一还是情况二、三             (ch[y][0]==x)^(ch[z][0]==y)?spin(x):spin(y);        //判断是情况二还是情况三         spin(x);    }    if(goal==0)    root=x;//如果移动到了根节点,则更新根节点 }

只要记得处理父节点就行了。

void insert(ll x){    int u=root,fat=0;    while(u&&val[u]!=x)//先向下找     {        fat=u;        u=ch[u][x>val[u]];    }    if(u)    cnt[u]++;    else    {        u=++tot;        if(fat)    ch[fat][x>val[fat]]=u;//如果不是根节点,更新孩子节点         fa[u]=fat;//插入操作         val[u]=x;        siz[u]=1;        cnt[u]=1;    }    splay(u,0);//每次都要伸展,避免成链 }

按照二叉排序树找到节点，然后将该节点伸展到到根节点就行了。

void find(ll x){    int u=root;    if(!u)    return;//不存在该节点,直接返回     while(ch[u][x>val[u]]&&x!=val[u])//找到该节点的位置         u=ch[u][x>val[u]];    splay(u,0);//伸展 }

先将要查找的值的位置或相邻的位置伸展到根节点，然后在左右子树中搜索。

int get(ll x,int d)//d:0找前驱 1找后继 {    find(x);//先伸展     int u=root;    if((val[u]>x&&d)||(val[u]

void del(ll x){    int pre=get(x,0),nxt=get(x,1);//找前驱后继     splay(pre,0),splay(nxt,pre);//伸展     int id=ch[nxt][0];//要删除的点     if(cnt[id]>1)//如果这个数值有重复,直接--cnt即可     {        --cnt[id];        splay(id,0);//伸展     }    else    {        ch[nxt][0]=0,fa[id]=0;//先切断联系         val[id]=0,cnt[id]=0,siz[id]=0;//再进行删除         pushup(nxt),pushup(pre);//最后更新siz     }}