172
правки
Изменения
→Построение декартова дерева
Пусть нам известно из каких пар <tex>(x_i, y_i)</tex> требуется построить декартово дерево, причем также известно, что <tex>x_1 < x_2 < \ldots < x_n</tex>.
=== Алгоритм за <tex>O(n\log n)</tex> ===
Отсортируем все приоритеты по убыванию за <tex> O(n\log n) </tex> и выберем первый из них, пусть это будет <tex>y_k</tex>. Сделаем <tex>(x_k, y_k)</tex> корнем дерева. Проделав то же самое с остальными вершинами получим левого и правого сына <tex>(x_k, y_k)</tex>. В среднем высота Декартова дерева <tex>\log n</tex> (см. далее) и на каждом уровне мы сделали <tex>O(n)</tex> операций. Значит такой алгоритм работает за <tex>O(n\log n)</tex>.
=== Другой алгоритм за <tex>O(n\log n)</tex> ===
Отсортируем парочки <tex>(x_i, y_i)</tex> по убыванию <tex>x_i</tex> и положим их в очередь. Сперва достанем из очереди первый 2 элемента и сольем их в дерево и положим в конец очереди, затем сделаем то же самое со следующими двумя и т.д. Таким образом, мы сольем сначала n деревьев размера 1, затем n/2 деревьев размера 2 и так далее. При этом на каждый круг мы будем трать <tex>O(n)</tex> время, а всего кругов будет <tex>\log n</tex> (т.к. с каждым кругом количество элементов в очереди будет уменьшаться в два раза). Значит полное время работы алгоритма будет <tex>O(n\log n)</tex>.
=== Алгоритм за <tex>O(n) </tex> ===
Будем строить дерево слева направо, то есть начиная с <tex>(x_1, y_1)</tex> по <tex>(x_n, y_n)</tex>, при этом помнить последний добавленный элемент <tex>(x_k, y_k)</tex>. Он будет самым правым, так как у него будет максимальный ключ, а по ключам декартово дерево представляет собой [[Дерево поиска, наивная реализация|двоичное дерево поиска]]. При добавлении <tex>(x_{k+1}, y_{k+1})</tex>, пытаемся сделать его правым сыном <tex>(x_k, y_k)</tex>, это следует сделать если <tex>y_k > y_{k+1}</tex>, иначе делаем шаг к предку последнего элемента и смотрим его значение <tex>y</tex>. Поднимаемся до тех пор, пока приоритет в рассматриваемом элементе меньше приоритета в добавляемом, после чего делаем <tex>(x_{k+1}, y_{k+1})</tex> его правым сыном, а предыдущего правого сына делаем левым сыном <tex>(x_{k+1}, y_{k+1})</tex>.
Заметим, что каждую вершину мы посетим максимум дважды: при непосредственном добавлении и, поднимаясь вверх (ведь после этого вершина будет лежать в чьем-то левом поддереве, а мы поднимаемся только по правому). Из этого следует, что построение происходит за <tex>O(n)</tex>.
