差分算法【简单】 acwing 797.差分

差分

题目

输入一个长度为 n 的整数序列。

接下来输入 m 个操作,每个操作包含三个整数 l,r,c,表示将序列中 [l,r] 之间的每个数加上 c。

请你输出进行完所有操作后的序列。

输入格式
第一行包含两个整数 n 和 m。

第二行包含 n 个整数,表示整数序列。

接下来 m 行,每行包含三个整数 l,r,c,表示一个操作。

输出格式
共一行,包含 n 个整数,表示最终序列。

数据范围

1≤n,m≤100000,
1≤l≤r≤n,
−1000≤c≤1000,
−1000≤整数序列中元素的值≤1000

输入样例:

6 3
1 2 2 1 2 1
1 3 1
3 5 1
1 6 1

输出样例:

3 4 5 3 4 2

讲解

差分数组
假定原数组aa[1],a[2],a[3], ,,, ,a[n;
构造数组bb[1],b[2],b[3], ,,, ,b[n]
使两数组满足关系:a[i]=b[1] + b[2] + b[3] + ,,, + b[n];
a 数组是b数组的前缀和数组(记住这里“前缀和/数组“是这么断句,不是”前缀/和/数组“), b数组是a数组的差分数组。

下图为构造差分数组b 的方法:
构造差分数组
我们只要有b数组,通过前缀和运算,就可以在O(n) 的时间内得到a数组 。

如何利用差分数组实现题解呢?
若我们要执行m次对a数组的[l,r]区间加上一个常数c,可以用暴力做法利用for循环实现,但是此方法时间复杂度较高,为O(n*m),如果利用差分方法解决的话会更加的简便。

这句话很重要,是你理解此算法的精髓所在:
a数组是b数组的前缀和数组
也就意味着:对b数组的b[i] 的修改将会影响到a数组从a[i]及往后的每一个数(因为a[i] = a[i - 1] + b[i])
那么要想实现对a数组的[l,r]区间统一加上常数c
①可通过先对数组b进行操作:让b[l] + c ,这个操作就会使a数组变成a[l] + c, a[l + 1] + c, a[l + 2] + c, ,,, ,a[n] + c
②再对数组b打补丁:让b[r + 1] + c ,这个操作就会使a数组变成a[r] + c, a[r + 1] + c, a[r + 2] + c, ,,, ,a[n] + c
这么做的目的相比大家都明白了吧,不清楚的下面这张图肯定会让你恍然大悟:
在这里插入图片描述
结论:a 数组中的[l, r]区间中的每一个数都加上常数c ,只需要对差分数组b 进行b[l] + c, b[r + 1] - c 操作,时间复杂度为O(1),大大提升了效率。

代码

#include<iostream>
using namespace std;

const int N = 1e5 + 10;
int a[N],b[N];
int main(){
    
    
    int m, n;
    int l, r, c;
    scanf("%d%d",&n,&m);//cin >> n >> m; cin比scanf慢
    for(int i = 0; i < n; i++){
    
    
        scanf("%d",&a[i]);
        b[i] = a[i] - a[i - 1];
    }
    for(int i = 0; i < m; i++){
    
    
        scanf("%d%d%d",&l,&r,&c);
        b[l - 1] += c ;
        b[r] -=c ;
    }
    for(int i = 0; i < n; i++){
    
    
        a[i] = b[i] + a[i - 1];
        printf("%d ",a[i]);
    }
    return 0;

}

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