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HDU - 1166 CDQ分治

2019-11-11 03:33:58
字體:
來源:轉載
供稿:網友

題意:

樹狀數組的入門題,單點修改,區間求和。

思路:

這題是最基礎的BIT,也可以用cdq分治來做。簡單地介紹一下cdq分治。cdq分治是一種特殊的分治法,只能支持離線操作,往往可以替代復雜的數據結構,而且具有常數較小的優點。cdq分治的基本思想:1. 對于一段序列[L,R);2. 將其從中間分成兩個部分[L,M),[M.R),并遞歸處理子問題。3. 歸并時要考慮左半部分[L,M)對于右半部份[M,R)的結果的影響。cdq分治和普通分治最大的區別在于,普通分治在歸并的時候左右兩邊是互不影響的,但是cdq分治中要考慮左半部分對于右半部份的影響。舉個典型的cdq分治的例子,就是歸并排序。對于下標屬于區間[L,R)中的數排序,那就按照上面的思想,先分成左右兩個區間,并且遞歸處理,最后使得[L,M)和[M,R)這兩個部分內部都變成有序的,然后在合并的時候,[L,M)這部分的數會對[M,R)這部分的數產生影響,需要下標p和q分別從L和M處開始遍歷并相互比較,在臨時數組tmp中排序,最后再把臨時數組還原到原數組中。依據同樣的思想,cdq分治也可以解決二維,三維偏序問題。除了以上所說的,cdq分治的一個很大的用途是用來解決有修改,查詢的問題。把查詢和修改都當作有序對來處理。

HDU-1166這題,我們把他轉化成一個二維偏序問題,每個操作用一個有序對(a,b)表示,其中a表示操作到來的時間,b表示操作的位置,時間是默認有序的,所以我們在合并子問題的過程中,就按照b從小到大的順序合并。

關鍵是如何表示查詢和修改,用結構體Query統一標識查詢和修改,其中包含三個元素,type,pos,val。其中查詢[L,R]的和看作兩個部分組成查詢sum[R]和sum[L-1]。

1.type為1時表示修改操作,pos是修改的位置,val是添加的值。

2.type為2時表示針對左端點的前綴和查詢,pos是左端點位置,val是該查詢的編號,為了方便記錄答案。

3.type為3時表示針對右端點的前綴和查詢,pos是右端點位置,val是查詢編號。

代碼中的ans數組儲存對于詢問的答案。按照cdq分治的思路,因為各個操作的時間順序已經默認,所以就直接將所有操作放入que數組中進行分治,為了方便討論所有區間都是左閉右開,對于下標為[L,R)的區間,先分成[L,M)和[M,R)遞歸處理,然后歸并,要考慮左部分的修改,對于右部分的查詢造成的影響,對于本題來說就是左部分修改操作后的變化量和,對于查詢操作,要查詢的是sum[R]-sum[L],這里L位置之前的修改操作的變化量和add都會對其有影響,如果查詢的pos是左端點,ans[id]要減去add,若是右端點,ans[id]要加上add。

具體細節需要到代碼中領悟。

代碼:

#include <bits/stdc++.h>using namespace std;typedef long long ll;const int MAXN = 50005;const int MAXM = 40005;const int MAXQ = MAXM * 2 + MAXN;struct Query {    int type, pos, val;    bool Operator < (const Query &rhs) const {        return pos == rhs.pos ? type < rhs.type : pos < rhs.pos;  // 同一位置,修改操作要先于查詢操作    }}que[MAXQ], tmp[MAXQ];int ans[MAXQ];int qnum, anum;     // qnum表示所有有序對的個數,anum表示詢問操作的個數void cdq(int l, int r) {    if (l + 1 >= r) return;    int m = (l + r) >> 1;    cdq(l, m); cdq(m, r);    int p = l, q = m, cnt = 0, sum = 0;    while (p < m && q < r) {         // 類似歸并排序的模式,換成了處理有序對        if (que[p] < que[q]) {            if (que[p].type == 1) sum += que[p].val;   // 左半部分先發生的修改操作,保存變化量的和sum            tmp[cnt++] = que[p++];        }        else {            if (que[q].type == 2) ans[que[q].val] -= sum;       // 左端點查詢減去sum            else if (que[q].type == 3) ans[que[q].val] += sum;      // 右端點查詢加上sum            tmp[cnt++] = que[q++];        }    }    while (p < m) tmp[cnt++] = que[p++];    while (q < r) {        if (que[q].type == 2) ans[que[q].val] -= sum;        else if (que[q].type == 3) ans[que[q].val] += sum;        tmp[cnt++] = que[q++];    }    for (int i = 0; i < cnt; i++)       // 利用臨時數組更新操作數組que        que[i + l] = tmp[i];}char op[10];int main() {    //freopen("in.txt", "r", stdin);    int T, cs = 0;    scanf("%d", &T);    while (T--) {        int n, x;        scanf("%d", &n);        qnum = anum = 0;        for (int i = 1; i <= n; i++, qnum++) {            scanf("%d", &x);            que[qnum] = (Query) {1, i, x};        }        while (true) {            scanf("%s", op);            if (op[0] == 'E') break;            if (op[0] == 'Q') {                int l, r;                scanf("%d%d", &l, &r);                que[qnum++] = (Query) {2, l - 1, anum};                que[qnum++] = (Query) {3, r, anum++};            }            else {                int pos, add;                scanf("%d%d", &pos, &add);                add *= (op[0] == 'A' ? 1 : -1);                que[qnum++] = (Query) {1, pos, add};            }        }        memset(ans, 0, sizeof(ans));      // 記得ans清零        cdq(0, qnum);        PRintf("Case %d:/n", ++cs);        for (int i = 0; i < anum; i++)            printf("%d/n", ans[i]);    }    return 0;}
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