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[NOI Online 2020 #2 提高 B] 子序列问题 (dp+线段树)

时间:2022-10-28 18:33:40浏览次数:74  
标签:last NOI 线段 times leq 2020 Online +...+ dp

真的是事后诸葛亮,一下考场就知道怎么做了,现在把题解补回来

看到这个问题,我第一下想到的就是 \(dp\)。

如何 \(dp\)?

设 \(dp[i]\) 为以 \(i\) 为右端点的所有子串的答案之和,那么最后要输出的答案就是 \(ans=\sum_{i=1}^{n}dp[i]\)。

至于怎么维护这个 \(dp[i]\),我一开始想的做法也很简单,直接暴力。

也就是说,对于每一个右端点 \(r\),从右向左枚举左端点 \(l\),然后统计答案。

但是如何维护 \(f(l,r)\) 呢?

经典套路:对于每一个数,我们把它出现在序列 \([1,n]\) 中最右边的那个位置找出来。对于数 \(x\),记为 \(last[x]\)。

假设我们现在已经求出了 \(f(i,r)\),然后要求 \(f(i-1,r)\),那么显然,若 \(last[a[i-1]]\not=i\),就说明还有一个与 \(a[i-1]\) 相同的数出现在位置 \(i-1\) 的右边,则 \(f(i-1,r)=f(i,r)\)。否则,若 \(last[a[i-1]]=i\),则 \(f(i-1,r)=f(i,r)+1\)。

然后求完 \(dp[i]\) 后记得更新 \(last\)。

那么这种方法是 \(O(n^2)\) 的,只能拿 \(50\) 分。

如何提高?

我们回想一下刚才加粗的这一段:

假设我们现在已经求出了 \(f(i,r)\),然后要求 \(f(i-1,r)\),那么显然,若 \(last[a[i-1]]\not=i\),就说明还有一个与 \(a[i-1]\) 相同的数出现在位置 \(i-1\) 的右边,则 \(f(i-1,r)=f(i,r)\)。否则,若 \(last[a[i-1]]=i\),则 \(f(i-1,r)=f(i,r)+1\)。

考虑如何优化?

先画个图:

在这里插入图片描述
整个图的下方的方格表示的是序列,方格上面箭头指着的数是这个位置的编号,方格内的数代表这个位置的数。

如图,其中 \(x\) 代表数 \(a[i]\),然后我们找到 \(last[x]\) 的位置,那么显然,在序列 \([last[x]+1,i-1]\) 中,每一个数都与 \(x\) 不同,不妨记为 \(o\)(注意:每一个 \(o\) 之间有可能不同);在序列 \([1,last[x]-1]\) 中,每一个数都有可能与 \(x\) 相同,也可能不同,不妨记为 \(a\)。

然后我们现在要求出每一个 \(f(l,i)\),\((1\leq l\leq i)\)。

分情况讨论:

  1. \(1\leq l\leq last[x]\)

    在这里插入图片描述
    我们就以这幅图为例。我们对比一下两段序列(红和蓝),发现红色的只是比蓝色的多了一个 \(x\),而这个多出来的 \(x\) 并没有贡献。

    所以在这种情况下,必有 \(f(l,i)=f(l,i-1)\)。

    平方后也相等。

  2. \(last[x]<l<i\)

    在这里插入图片描述
    还是看图。

    你会发现,红框还是比蓝框多了个 \(x\),但是由于 \(o\) 是不可能等于 \(x\) 的,所以这个 \(x\) 有贡献。

    那么 \(f(l,i)=f(l,i-1)+1\)

    平方后 \(f(l,i)^2=f(l,i-1)^2+2\times f(l,i-1)+1\)

  3. \(l=i\),\(f(l,i)=1\)

把三个讨论整合一下:

\[\begin{aligned} dp[i]=&f(1,i)^2+f(2,i)^2+...+f(last[x],i)^2+f(last[x]+1,i)^2+...+f(i-1,i)^2+f(i,i)^2\\ =&f(1,i-1)^2+f(2,i-1)^2+...+f(last[x],i-1)^2+[f(last[x]+1,i-1)^2\\ &+2\times f(last[x]+1,i-1)+1]+...+[f(i-1,i-1)^2+2\times f(i-1,i-1)+1]+1\\ =&[f(1,i-1)+f(2,i-1)+...+f(i-1,i-1)]\\ &+2\times[f(last[x]+1,i-1)+f(last[x]+2,i-1)+...+f(i-1,i-1)]+(i-last[x]-1)+1\\ =&dp[i-1]+2\times[f(last[x]+1,i-1)+f(last[x]+2,i-1)+...+f(i-1,i-1)]+(i-last[x])\\ =&dp[i-1]+2\times \sum_{l=last[x]+1}^{i-1}f(l,i-1)+(i-last[x]) \end{aligned}\]

那么,我们就可以通过维护 \(\sum_{l=last[x]+1}^{i-1}f(l,i-1)\) 来求出 \(dp[i]\)。

如何维护?

考试的时候就是想到这就想不下去了

这个时候,我们就会用到一颗线段树。

这棵线段树用来维护每一个 \(f(l,i-1)\) 的值的和,其中 \(1\leq l<i\)。

那么我们可以通过询问线段树中的区间 \([last[x]+1,i-1]\) 就可以知道 \(\sum_{l=last[x]+1}^{i-1}f(l,i-1)\) 是什么了。

然后考虑求完 \(dp[i]\) 如何更新线段树。

由于我们刚才已经得到:

  1. 当 \(1\leq l\leq last[x]\) 时,有 \(f(l,i)=f(l,i-1)\),所以这一段不用管它,还是原来的值。

  2. 当 \(last[x]<l<i\) 时,有 \(f(l,i)=f(l,i-1)+1\),所以我们只用把这一段的值整体加上 \(1\) 就好了。

  3. 当 \(l=i\) 时,有 \(f(l,i)=1\),所以我们也把这个点修改成 \(1\),这一个步骤可以和前一个并在一起。

这样就能更新所有的 \(f()\) 了。

总时间复杂度 \(O(n\log n)\),需要注意一下细节(比如离散化和卡常)。

代码如下:

#include<bits/stdc++.h>

#define N 1000010
#define mod 1000000007
#define ll long long

using namespace std;

int n,a[N],b[N];
int last[N];
ll dp[N],sum[N<<2],lazy[N<<2];

void down(const int k,const int l,const int r,const int mid)
{
	if(lazy[k])
	{
		sum[k<<1]+=lazy[k]*(mid-l+1);
		sum[k<<1|1]+=lazy[k]*(r-mid);
		lazy[k<<1]+=lazy[k];
		lazy[k<<1|1]+=lazy[k];
		lazy[k]=0;
	}
}

ll query(const int k,const int l,const int r,const int ql,const int qr)
{
	if(ql>qr) return 0;
	if(ql<=l&&r<=qr) return sum[k];
	const int mid=(l+r)>>1;
	ll ans=0;
	down(k,l,r,mid);
	if(ql<=mid) ans+=query(k<<1,l,mid,ql,qr);
	if(qr>mid) ans+=query(k<<1|1,mid+1,r,ql,qr);
	return ans;
}

void update(const int k,const int l,const int r,const int ql,const int qr)
{
	if(ql<=l&&r<=qr)
	{
		sum[k]=sum[k]+r-l+1;
		lazy[k]++;
		return;
	}
	const int mid=(l+r)>>1;
	down(k,l,r,mid);
	if(ql<=mid) update(k<<1,l,mid,ql,qr);
	if(qr>mid) update(k<<1|1,mid+1,r,ql,qr);
	sum[k]=sum[k<<1]+sum[k<<1|1];
}

int read()
{
	int x=0;
	char ch=getchar();
	while(ch<'0'||ch>'9') ch=getchar();
	while(ch>='0'&&ch<='9')
	{
		x=(x<<1)+(x<<3)+(ch^'0');
		ch=getchar();
	}
	return x;
}

int main()
{
	n=read();
	for(register int i=1;i<=n;i++)
		b[i]=a[i]=read();
	sort(b+1,b+n+1);
	const int nn=unique(b+1,b+n+1)-b-1;
	for(register int i=1;i<=n;i++)
		a[i]=lower_bound(b+1,b+nn+1,a[i])-b;//离散化
	for(register int i=1;i<=n;i++)
	{
		const ll len=query(1,1,n,last[a[i]]+1,i-1);
		dp[i]=(0ll+dp[i-1]+2*len+(i-last[a[i]]-1)+1)%mod;//计算dp[i]
		update(1,1,n,last[a[i]]+1,i);//更新f
		last[a[i]]=i;//记得更新last
	}
	ll ans=0;
	for(register int i=1;i<=n;i++)
		ans=(ans+dp[i])%mod;//求和
	printf("%lld\n",ans);
	return 0;
}

至于如何卡常建议去看一下洛谷讨论区。

标签:last,NOI,线段,times,leq,2020,Online,+...+,dp
From: https://www.cnblogs.com/ez-lcw/p/16837043.html

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