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莫队

时间:2023-03-22 21:22:59浏览次数:28  
标签:询问 sqrt tail 排序 莫队 复杂度

算法介绍

如果有一个序列上的多个区间询问,并且可以离线,且某区间 \([l, r]\) 推到 \([l + 1, r], [l, r + 1], [l - 1, r], [l, r - 1]\) 是比较容易的,那么可以使用一种较好的排序询问方式,使得总端点位移次数达到一个较小的值。

这种排序方式是:考虑对序列分块,对于两个区间,如果块不同,那么按块排序,否则按 \(r\) 排序。

考虑这个位移次数。对于 \(l\),最坏情况是在块内左右横跳,\(S^2 \times \cfrac{n}{S}\) 的次数,并且这一部分常数小,跑不满。对于 \(r\),每块内只会从左到右跑一次,\(\cfrac{n}{S} \times n\) 的次数。

将其平衡,那么 \(S\) 取 \(\sqrt n\) 可以达到理论的界 \(n \sqrt n\)。实际上由于常数可以将 \(S\) 调大一些。至于增加和删除操作所花费的时间,乘到总时间里即可。块长可以灵活调整,如果增删时间不同,也可以改块长。

有一个优化一倍常数的方式:对奇数标号的块,\(r\) 从小到大排序,否则从大到小排序。

实现上,通常先扩张区间然后缩小区间,也就是先进行 \(r++, l--\)。然后注意缩小区间的时候要先删除当前指针位置然后移动指针

树上莫队

考虑树上括号序(进出的时候加入一次括号序)。对于询问:路径 \((s, t)\),我们分两种情况将其转为括号序上的询问:

  1. \(s\) 是 \(t\) 的祖先。那么 \(tail_t \rightarrow tail_s\)。

  2. 两者没有祖先关系,这代表两方括号序上区间不交,假设 \(s\) 在 \(t\) 前面。那么 \(tail_s \rightarrow head_t\)。

括号序内,出现两次的是不在路径上的子树,不做贡献。

如果询问的是点的相关信息,那么注意第二种情况并没有计算入 lca 的贡献。如果询问的是边的相关信息,考虑所有边都放到儿子的位置,这样做就是完全正确的了。

回滚莫队

对于并不支持删除操作的情况,可以这样做:

  • 预处理每一个 \(l\) 到其块末尾 \(tail\) 的信息。
  • 对于某一块内的询问,将 \(r\) 从小到大排序。对于块内的 \(r\) 暴力求解,对于块外的 \(r\) 维护 \([tail + 1,r]\) 的信息,然后和 \([l, tail]\) 合并。

分析时间复杂度:

  • 预处理的时候,每一块从右往左每次需要复制和处理一个长度为 \(1, 2, ..., S\) 的块,总时间复杂度 \(O(nS)\)。
  • 询问的时候,暴力的时间复杂度是 \(O(q_1S)\)。
  • 其他的时间复杂度是 \(O(n\cfrac{n}{S})\)。

容易发现理论上最优复杂度依然是 \(O(n \sqrt n)\)。

对于“合并”的理解:有两种形式,一种是直接一个一个往左扫,这时候空间是很小的,不需要存块后缀信息,而复杂度是依然正确的,就是每次询问加了 \(O(\sqrt n)\)。还有一种就是保存后缀信息,并且合并。如果可以在 \(O(1) \sim O(\sqrt n)\) 的时间复杂度内完成合并,那么也是可以的,可能可以卡时间常数,但是空间复杂度变成了 \(O(n \sqrt n)\)(假设后缀信息的复杂度正比于其长度)。不过目前看好像大多数情况是第一种比较好。

同样,也可以是不支持插入的。(有的题就是删除更好做,用链表维护和 set 里插入的区别这样)。大概就是 \(r\) 从大到小排,然后某一块开始的时候取块首到 \(n\),然后删两头这样。

标签:询问,sqrt,tail,排序,莫队,复杂度
From: https://www.cnblogs.com/Zeardoe/p/17235184.html

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