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整体二分

时间:2022-11-14 17:55:24浏览次数:41  
标签:二分 int ed mid 整体 c2 c1 st

整体二分是将所有操作离线下来,对多组询问同时进行二分。

将所有操作按照时间顺序存入数组,设[st,ed]为答案的定义域,即询问的区间,[l,r]为答案的值域。

二分答案的值域,对于每个询问去比较和mid的关系,据此判断是递归进入值域[l,mid]还是值域[mid+1,r],当l=r时找到答案。

设q1为需要进入[l,mid]的询问,q2为需要进入[mid+1,r]的操作,将[st,ed]分为两部分,左面为q1,右面为q2,之后递归[st,st+c1-1,l,mid]和[st+c1,ed,mid+1,r].

对于存在修改操作,可以按照时间顺序将修改和查询插入数组中,在分治时分别判断时修改操作还是查询操作即可,同时对于修改操作也要和mid比较并判断进入值域[l,mid]还是[mid+1,r]。

void solve(int st,int ed,int l,int r){
    if(st>ed)return;
    if(l==r){
        for(int i=st;i<=ed;i++)if(q[i].type)ans[l]++;
        return;
    }
    int mid=l+r>>1,c1=0,c2=0;
    for(int i=st;i<=ed;i++){
        if(q[i].type){
            int re=bit.ask(q[i].l,q[i].r);
            if(re>=q[i].x)q1[++c1]=q[i];
            else q[i].x-=re,q2[++c2]=q[i];
        }
        else{
            if(q[i].id<=mid){
                bit.add(q[i].l,1);
                q1[++c1]=q[i];
            }
            else q2[++c2]=q[i];
        }
    }
    for(int i=1;i<=c1;i++)if(q1[i].type==0)bit.add(q1[i].l,-1);
    for(int i=1;i<=c1;i++)q[st+i-1]=q1[i];
    for(int i=1;i<=c2;i++)q[st+c1+i-1]=q2[i];
    solve(st,st+c1-1,l,mid);
    solve(st+c1,ed,mid+1,r);
}

若所有修改都在查询之前,那么可以不将修改操作插入数组,而是在分治扫描每个询问前后,分别对修改的操作进行处理。

void solve(int st,int ed,int l,int r){
    if(st>ed)return;
    if(l==r){
        ans[l]+=ed-st+1;
        return;
    }
    int mid=l+r>>1,c1=0,c2=0;
    for(int i=l;i<=mid;i++)bit.add(pos[i],1);
    for(int i=st;i<=ed;i++){
        int re=bit.ask(q[i].l,q[i].r);
        if(re>=q[i].x)q1[++c1]=q[i];
        else q[i].x-=re,q2[++c2]=q[i];
    }
    for(int i=l;i<=mid;i++)bit.add(pos[i],-1);
    for(int i=1;i<=c1;i++)q[st+i-1]=q1[i];
    for(int i=1;i<=c2;i++)q[st+c1+i-1]=q2[i];
    solve(st,st+c1-1,l,mid);
    solve(st+c1,ed,mid+1,r);
}

查询矩阵第k小。对于每个询问和当前二分的mid,设子矩阵中<=mid的数由cnt个,若cnt>=k,则该询问的答案在[l,mid]之中,否则在[mid+1,r]之中。对于计算cnt,可以使用二维树状数组前缀和,由于在最初读入时是先修改操作后查询操作,所以直接按照这个顺序枚举操作也不会有错。

void solve(int st,int ed,int l,int r){
    if(st>ed)return;/*已经没有操作*/
    if(l==r){/*找到答案*/
        for(int i=st;i<=ed;i++)ans[q[i].id]=l;/*对于操作的id=0*/
        return;
    }
    int mid=l+r>>1/*二分值域*/,c1=0,c2=0;
    for(int i=st;i<=ed;i++){
        if(q[i].id){/*询问*/
            int re=bit.ask(q[i].x,q[i].y,q[i].a,q[i].b);/*计算答案进行比较*/
            if(q[i].k<=re)q1[++c1]=q[i];/*递归[l,mid]*/
            else{
                q[i].k-=re;/*更新第k小*/
                q2[++c2]=q[i];/*递归[mid+1,r]*/
            }
        }
        else{
            if(q[i].k<=mid){/*修改*/
                bit.add(q[i].x,q[i].y,1);
                q1[++c1]=q[i];
            }
            else q2[++c2]=q[i];
        }
    }
    for(int i=1;i<=c1;i++)if(q1[i].id==0)bit.add(q1[i].x,q1[i].y,-1);/*q1当中的一定都是修改过的,需要复原*/
    for(int i=1;i<=c1;i++)q[st+i-1]=q1[i];
    for(int i=1;i<=c2;i++)q[st+c1+i-1]=q2[i];
    solve(st,st+c1-1,l,mid);
    solve(st+c1,ed,mid+1,r);
}

询问静态区间第k小。注意树状数组中的下标是原数组的下标,这样才能够通过1的前缀和来统计个数。

void solve(int st,int ed,int l,int r){
    if(st>ed)return;
    if(l==r){
        for(int i=st;i<=ed;i++)ans[q[i].id]=l;
        return;
    }
    int mid=l+r>>1,c1=0,c2=0;
    for(int i=st;i<=ed;i++){
        if(q[i].id){
            int re=bit.ask(q[i].l,q[i].r);
            if(q[i].k<=re)q1[++c1]=q[i];
            else{
                q[i].k-=re;
                q2[++c2]=q[i];
            }
        }
        else{
            if(q[i].k<=mid){
                bit.add(q[i].l,1);
                q1[++c1]=q[i];
            }
            else q2[++c2]=q[i];
        }
    }
    for(int i=1;i<=c1;i++)q[st+i-1]=q1[i];
    for(int i=1;i<=c2;i++)q[st+c1+i-1]=q2[i];
    for(int i=st;i<=st+c1-1;i++)if(q[i].id==0)bit.add(q[i].l,-1);
    solve(st,st+c1-1,l,mid);
    solve(st+c1,ed,mid+1,r);
}

动态区间第k小,修改操作看作先删除再插入。

void solve(int st,int ed,int l,int r){
    if(st>ed)return;
    if(l==r){
        for(int i=st;i<=ed;i++)ans[q[i].id]=l;
        return;
    }
    int mid=l+r>>1,c1=0,c2=0;
    for(int i=st;i<=ed;i++){
        if(q[i].id){
            int re=bit.ask(q[i].l,q[i].r);
            if(q[i].k<=re)q1[++c1]=q[i];
            else q[i].k-=re,q2[++c2]=q[i];
        }
        else{
            if(q[i].k<=mid)bit.add(q[i].l,q[i].r),q1[++c1]=q[i];
            else q2[++c2]=q[i];
        }
    }
    for(int i=1;i<=c1;i++)if(q1[i].id==0)bit.add(q1[i].l,-q1[i].r);
    for(int i=1;i<=c1;i++)q[st+i-1]=q1[i];
    for(int i=1;i<=c2;i++)q[st+c1+i-1]=q2[i];
    solve(st,st+c1-1,l,mid);
    solve(st+c1,ed,mid+1,r);
}

维护n个可重集,由两种操作,在编号[l,r]的可重集内加入x,查询编号[l,r]的可重集中的第x大的数。维护一颗线段树,若该操作是修改操作且x>mid,则在[l,r]内区间加1,并准备递归进入值域[mid+1,r],表示该区间内大于mid的数的个数。若该操作是查询操作,求出[l,r]内>mid的数的个数cnt,若cnt>=x,则说明答案应该在[mid+1,r],否则答案在[l,mid],并更行x的值,每次分治前线段树要清空,可以使用懒惰删除标记。

struct SegmentTree{
    struct tree{
        int l,r,sum,add;
        bool del;
    }t[N<<2];
    #define lc (p<<1)
    #define rc (p<<1|1)
    #define l(p) (t[p].l)
    #define r(p) (t[p].r)
    #define s(p) (t[p].sum)
    #define a(p) (t[p].add)
    #define d(p) (t[p].del)
    inline void pushup(int p){
        s(p)=s(lc)+s(rc);
    }
    inline void pushdown(int p){
        if(d(p)){
            d(p)=a(lc)=a(rc)=s(lc)=s(rc)=0;
            d(lc)=d(rc)=1;
        }
        if(a(p)){
            s(lc)+=a(p)*(r(lc)-l(lc)+1);
            s(rc)+=a(p)*(r(rc)-l(rc)+1);
            a(lc)+=a(p);
            a(rc)+=a(p);
            a(p)=0;
        }
    }
    inline void clear(){
        d(1)=1;
        a(1)=s(1)=0;
    }
    void build(int p,int l,int r){
        t[p]={l,r};
        if(l==r)return;
        int mid=l+r>>1;
        build(lc,l,mid);
        build(rc,mid+1,r);
    }
    void modify(int p,int l,int r,int x){
        if(l<=l(p)&&r(p)<=r){
            a(p)+=x;
            s(p)+=x*(r(p)-l(p)+1);
            return;
        }
        pushdown(p);
        int mid=l(p)+r(p)>>1;
        if(l<=mid)modify(lc,l,r,x);
        if(mid<r)modify(rc,l,r,x);
        pushup(p);
    }
    int query(int p,int l,int r){
        if(l<=l(p)&&r(p)<=r)return s(p);
        pushdown(p);
        int mid=l(p)+r(p)>>1,re=0;
        if(l<=mid)re+=query(lc,l,r);
        if(mid<r)re+=query(rc,l,r);
        return re;
    }
}seg;
void solve(int st,int ed,int l,int r){
    if(st>ed)return;
    if(l==r){
        for(int i=st;i<=ed;i++)ans[q[i].id]=l;
        return;
    }
    int mid=l+r>>1,c1=0,c2=0;
    for(int i=st;i<=ed;i++){
        if(q[i].id){
            int re=seg.query(1,q[i].l,q[i].r);
            if(re>=q[i].x)q2[++c2]=q[i];
            else q[i].x-=re,q1[++c1]=q[i];
        }
        else{
            if(q[i].x>mid)seg.modify(1,q[i].l,q[i].r,1),q2[++c2]=q[i];
            else q1[++c1]=q[i];
        }
    }
    seg.clear();
    for(int i=1;i<=c1;i++)q[st+i-1]=q1[i];
    for(int i=1;i<=c2;i++)q[st+c1+i-1]=q2[i];
    solve(st,st+c1-1,l,mid);
    solve(st+c1,ed,mid+1,r);
}

一个长m的环,其中有n个国家的基地,有k场流星雨会降落在[l,r]内切每个单位长度带来x的陨石,每个国家有希望收集的陨石数量,求每个国家最早在第几场流星雨后能够达成目标。断环成链,每个国家连边其基地对应的位置,二分第mid场流星雨,树状数组区间加是的1到mid场流星雨全部落下,之后单点查询判断对于枚举到的每个国家是否能够达成目标。注意,查询时要查pos和pos+m的答案,当然也可在连边是就直接连边i和i+m,主函数中二分流星雨区间是[1,k+1],当ans=k+1时说明无法满足要求,链式前向星的表头要和询问放在一起,这样操作下传时才不会出错。

void solve(int st,int ed,int l,int r){
    if(st>ed)return;
    if(l==r){
        for(int i=st;i<=ed;i++)ans[q[i].id]=l;
        return;
    }
    int mid=l+r>>1,c1=0,c2=0;
    for(int i=l;i<=mid;i++)bit.add(a[i].l,a[i].r,a[i].x);
    for(int i=st;i<=ed;i++){
        int re=0;
        for(int j=q[i].head;j&&re<=q[i].x;j=e[j].next){
            int y=e[j].to;
            re+=bit.query(y)+bit.query(y+m);
        }
        if(re>=q[i].x)q1[++c1]=q[i];
        else q[i].x-=re,q2[++c2]=q[i];
    }
    for(int i=l;i<=mid;i++)bit.add(a[i].l,a[i].r,-a[i].x);
    for(int i=1;i<=c1;i++)q[st+i-1]=q1[i];
    for(int i=1;i<=c2;i++)q[st+c1+i-1]=q2[i];
    solve(st,st+c1-1,l,mid);
    solve(st+c1,ed,mid+1,r);
}

笛卡尔坐标系有一水平的木板,x正半轴有一些子弹从左到右依次发射,每个木板被贯穿x次后破裂,求每个子弹可以击碎多少个木板。考虑对每个木板进行二分找到第x次击穿该木板的子弹的编号,对于每个子弹可以树状数组单点修改,每个模板区间查询,为了防止木板不会被击穿的情况发生,子弹应该多一个虚拟子弹。

void solve(int st,int ed,int l,int r){
    if(st>ed)return;
    if(l==r){
        for(int i=st;i<=ed;i++)if(q[i].type)ans[l]++;
        return;
    }
    int mid=l+r>>1,c1=0,c2=0;
    for(int i=st;i<=ed;i++){
        if(q[i].type){
            int re=bit.ask(q[i].l,q[i].r);
            if(re>=q[i].x)q1[++c1]=q[i];
            else q[i].x-=re,q2[++c2]=q[i];
        }
        else{
            if(q[i].id<=mid){
                bit.add(q[i].l,1);
                q1[++c1]=q[i];
            }
            else q2[++c2]=q[i];
        }
    }
    for(int i=1;i<=c1;i++)if(q1[i].type==0)bit.add(q1[i].l,-1);
    for(int i=1;i<=c1;i++)q[st+i-1]=q1[i];
    for(int i=1;i<=c2;i++)q[st+c1+i-1]=q2[i];
    solve(st,st+c1-1,l,mid);
    solve(st+c1,ed,mid+1,r);
}

也可以不将修改操作放到同一个数组里面。

void solve(int st,int ed,int l,int r){
    if(st>ed)return;
    if(l==r){
        ans[l]+=ed-st+1;
        return;
    }
    int mid=l+r>>1,c1=0,c2=0;
    for(int i=l;i<=mid;i++)bit.add(pos[i],1);
    for(int i=st;i<=ed;i++){
        int re=bit.ask(q[i].l,q[i].r);
        if(re>=q[i].x)q1[++c1]=q[i];
        else q[i].x-=re,q2[++c2]=q[i];
    }
    for(int i=l;i<=mid;i++)bit.add(pos[i],-1);
    for(int i=1;i<=c1;i++)q[st+i-1]=q1[i];
    for(int i=1;i<=c2;i++)q[st+c1+i-1]=q2[i];
    solve(st,st+c1-1,l,mid);
    solve(st+c1,ed,mid+1,r);
}

标签:二分,int,ed,mid,整体,c2,c1,st
From: https://www.cnblogs.com/safeng/p/16889810.html

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