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莫队学习笔记

时间:2023-08-24 21:23:44浏览次数:34  
标签:cnt le sum sqrt 学习 笔记 ans 莫队

学习莫队是非常有必要的
众所周知,莫队是一种优越的暴力算法,当我们在 \(NOIP\) 等考试中数据结构不会打且问题是离线时,我们就可以:莫队,启动!
好,切入正题,我们现在来看看莫队是什么:
例题传送门
简要题意:给定一个长度为 \(n\) 的序列 \(a\),然后再给一个数字 \(k\),再给出 \(m\) 组询问,每组询问给出一个区间,求这个区间里面有多少个子区间的异或值为 \(k\)。
\(1 \le n,m \le 10 ^ 5\),\(0 \le k,a_i \le 10^6\),\(1 \le l_i \le r_i \le n\)。

首先,他不是莫队的板子,所以我们先不讲莫队,先讲一些针对这道题的一些 \(trick\)

  • 我们首先考虑定义 \(sum_i=sum_{i-1}\oplus a_i\),容易证明,子区间 \([l,r]\) 的异或值就变成了两个数的异或值: \(sum_r \oplus sum_{l-1}\)

然后,我们开始讲莫队:

  • 首先,我们定义 \(cnt_i\) 表示区间\([l,r]\) 中 \(sum=i\) 的个数

  • 其次,对于区间 \([l,r]\),我们考虑已经知道该区间的答案 \(ans_{l,r}\),以及所有的 \(cnt_i\)

  • 考虑,区间 \([l,r+1]\) 的答案,易证:\(ans_{l,r+1}=ans_{l,r}+cnt_{sum_{r+1}\oplus k}\),然后,\(cnt_{sum{r+1}}++\)

  • 考虑,区间 \([l,r-1]\) 的答案,易证:\(ans_{l,r-1}=ans_{l,r}-cnt_{sum_r\oplus k}\),然后,\(cnt_{sum_r}--\)

  • 考虑,区间 \([l+1,r]\) 的答案,易证:\(ans_{l+1,r}=ans_{l,r}-cnt_{sum_l\oplus k}\),然后,\(cnt_{sum_l}--\)

  • 考虑,区间 \([l-1,r]\) 的答案,易证:\(ans_{l-1,r}=ans_{l,r}+cnt_{sum_{l-1}\oplus k}\),然后,\(cnt_{sum{l-1}}++\)

  • 我们发现,只要我们令 \(le=1,ri=0\),然后让 \(le,ri\) 进行加减到达 \([l,r]\) 就可知道 这个区间 \([l,r]\) 的答案,因为修改是\(O(1)\),但最坏是修改 \(n\) 次,所以是 \(O(n)\)。

  • 有 \(q\) 个询问,所以时间复杂度是 \(O(nq)\)

  • 修改的时间复杂度已经不能再降了,所以我们考虑在修改次数上动手脚,令修改次数尽可能少,这时候我们就要对询问的区间进行排序,这就是为什么莫队是离线

  • 考虑将一个 \(1-n\) 分块,分成 \(\sqrt n\) 个块,分别是 \(1\sim\sqrt n,\sqrt n+1\sim 2\sqrt n,...,(\sqrt n-1)\sqrt n\sim n\)(注意,\(\sqrt n\)不一定整数,所以只要接近就好了,即 \(\sqrt n\) 向下或向上取整)

  • 我们进行排序,以 \(q.l\) 为第一关键字,但注意,并不是直接令 \(q_i.l<q_j.l\),而是判断 \(q_i.l\) 和 \(q_j.l\) 是否在同一个块内,如果不是的话,才令 \(q_i.l<q_j.l\)。

  • 然后以 \(q.r\) 为第二关键字,如果 \(q_i.l\) 和 \(q_j.l\) 在同一个块内,则令 \(q_i.r<q_j.r\)

  • 这样有什么好处呢?我们考虑 \(l\) 的修改次数,对于每一次修改 \(l\) 移动不超过 \(\sqrt n\) 次(当 \(l\) 在不同块时,只有可能从上一个块到下一个块,所以总的移动次数不超过\(2n\),很小,可以忽略),因为询问有 \(q\) 个,所以修改 \(l\) 的时间复杂度是 \(O(q\sqrt n)\)

  • 再考虑 \(r\) 的修改次数,因为在 \(l\) 属于同一个块的时候,\(r\) 是递增的,所以 \(r\) 的修改次数不超过 \(n\),又因为有 \(\sqrt n\) 个块,所以修改 \(r\) 的时间复杂度是 \(O(n \sqrt n)\)

  • 总的时间复杂度就是 \(O((n+q)\sqrt n)\)

  • \(WC\)(一种比赛),从平方级别变成了根号级别,厉不厉害你莫队,这就通过这道题了

上代码:

#include<bits/stdc++.h>
#define ll long long
using namespace std;
const ll N=1e5+50,M=1e6+50;
ll n,m,k,sq;
ll a[N],b[N];
struct jgt
{
	ll l,r,id;
}q[N];
bool cmp(jgt t1,jgt t2)
{
	return b[t1.l]==b[t2.l] ? t1.r<t2.r : t1.l<t2.l;
}
ll gs[M*2],now;
void add(ll wz)
{
	now+=gs[a[wz]^k];
	gs[a[wz]]++;
}
void del(ll wz)
{
	gs[a[wz]]--;
	now-=gs[a[wz]^k];
}
ll ans[N];
int main()
{
	scanf("%lld %lld %lld",&n,&m,&k);
	for(ll i=1;i<=n;i++)
	{
		scanf("%lld",&a[i]);
		a[i]^=a[i-1];
	}
	sq=sqrt(n);
	for(ll i=0;i<=n;i++)
	b[i]=i/sq+1;
	for(ll i=1;i<=m;i++)
	{
		scanf("%lld %lld",&q[i].l,&q[i].r);
		q[i].l--;
		q[i].id=i;
	}
	sort(q+1,q+m+1,cmp);
	ll le=0,ri=0;
	gs[0]=1;
	for(ll i=1;i<=m;i++)
	{
		while(ri<q[i].r) add(++ri);
		while(ri>q[i].r) del(ri--);
		while(le<q[i].l) del(le++);
		while(le>q[i].l) add(--le);
		ans[q[i].id]=now;
	}
	for(ll i=1;i<=m;i++)
	printf("%lld\n",ans[i]);
	return 0;
}

标签:cnt,le,sum,sqrt,学习,笔记,ans,莫队
From: https://www.cnblogs.com/pengchujie/p/17655177.html

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