P2042 [NOI2005]维护数列 && Splay区间操作（四）
到这里 \(A\) 了这题， \(Splay\) 就能算入好门了吧。
今天是个特殊的日子， \(NOI\) 出成绩， 大佬 \(Cu\)
不敢相信这一切这么快， 一下子机房就只剩我和 \(zrs\) 了。
忽然回想起之前大佬的一幕幕， 有一丝惆怅
真的不知道该怎么安慰dalao。。。
不过上天不会忽视那些默默努力的人的对吧
不想被说做作， 但是如果dalao能看到这篇博客的话，
大佬， 高考加油啊
为什么在这里写这些呢？ \(Splay\) 其实是大佬领进门的， 学习的也是大佬的板子， 大佬很久以前的Q名还是 \(Splay\) 加上一颗椰子树。。放心吧大佬， 我会继续努力的
P2042 [NOI2005]维护数列
题目描述
请写一个程序，要求维护一个数列，支持以下 6 种操作：（请注意，格式栏 中的下划线‘ _ ’表示实际输入文件中的空格）
输入输出格式
输入格式：
输入文件的第 1 行包含两个数 N 和 M，N 表示初始时数列中数的个数，M 表示要进行的操作数目。 第 2 行包含 N 个数字，描述初始时的数列。 以下 M 行，每行一条命令，格式参见问题描述中的表格
输出格式：
对于输入数据中的 GET-SUM 和 MAX-SUM 操作，向输出文件依次打印结 果，每个答案（数字）占一行。
\(Splay\) 的挺全面的基本操作： 插入、 删除、 修改、 翻转、 求和、 求最大子列
因为插入的数可能会很多， 题目又保证在任意时刻序列内元素的数量 \(<= 500 000\) 所以隐藏一个要求： 让我们回收节点编号
自然地， 有插入操作， 所以我们记得加入哨兵节点
\(Ins\) 插入
这里和原来的插入不同， 是一次插入一段序列， 容易想到现在主树外新建一棵树， 用树根代表整个序列， 像原来一样插入即可。
但是值得注意的是， 若是用原来单个元素插入的方法建树的话， 每次插入的复杂度可以达到 \(O(n\log n)\) ，加上 \(Splay\) 算法本来就常数较大， 承受不起这样的方法， 于是我们引入一种类似线段树建树的递归建树。 和线段树有所不同的是，每个点代表自己本身的属性和子区间的属性， 所以建完的 \(Splay\) 树的大小为 \(N\) ， 复杂度是线性的。
注意引用以保证节点编号的正确传递
最后将主树的 \(x, x + 1\) 分别 \(Splay\) 到根和根的右子节点， 右子节点的左子节点就是插入的位置， 把新树的根接上去即可
int ori[maxn];
void build(int &id, int F, int l, int r){//注意引用
if(l > r)return ;//因为下面的-1和+1，可能会出现区间错位的情况
int mid = (l + r) >> 1;
id = New(F, ori[mid]);
if(l == r)return ;
build(ch[id][0], id, l, mid - 1);//注意这里和线段树不一样，子区间是没有mid的
build(ch[id][1], id, mid + 1, r);
pushup(id);
}
void Ins(){
int x = RD(), tot = RD();
for(int i = 1;i <= tot;i++)ori[i] = RD();
int rt;build(rt, 0, 1, tot);
x = find(root, x + 1);//注意哨兵节点的加一
splay(x, 0, root);
x = find(root, size[ch[root][0]] + 2);
splay(x, root, root);
ch[ch[root][1]][0] = rt;
fa[rt] = ch[root][1];
pushup(ch[root][1]), pushup(root);
}
\(Del\ \& \ New\)
删除及节点回收
同样和之前的单个删除不一样， 这是删除一段区间 \([L, R]\)。 容易想到我们应该将 \(L - 1, R + 1\)分别 \(Splay\) 到根和右子节点， 右子节点的左子树即为操作树
直接删除很简单， 只需要将根的右子节点的左子节点设为 \(0\) 即可， 但是这题要求我们空间回收， 所以我们用 \(dfs\) 遍历摘下来的子树上的节点， 将节点加入一个队列中即可， 下次新建节点可以直接在此队列中取出编号重新使用
对于新建节点的 \(New\) 函数， 因为这个点之前可能被使用过， 所谓我们需要将其所有属性全部初始化， 再使用
int root, tot;
queue<int>Q;
int New(int F, int v){//包办一切编号重启，方便得一批
int now;
if(Q.empty())now = ++tot;
else now = Q.front(), Q.pop();
fa[now] = F; ch[now][0] = ch[now][1] = 0;
val[now] = v;
size[now] = 1; lazy[now] = -INF;rev[now] = 0;
sum[now] = maxx[now] = v;
lmax[now] = rmax[now] = max(0, v);
return now;
}
void dfs_del(int id){//深搜回收编号
Q.push(id);
if(ch[id][0])dfs_del(ch[id][0]);
if(ch[id][1])dfs_del(ch[id][1]);
}
void Del(){
int x = RD(), tot = RD();
x = find(root, x);//哨兵节点 + 1 - 1
splay(x, 0, root);
x = find(root, size[ch[root][0]] + tot + 2);
splay(x, root, root);
int del = ch[ch[root][1]][0];
dfs_del(del);
ch[ch[root][1]][0] = 0;
pushup(ch[root][1]), pushup(root);
}
\(Change\ \&\ Reverse\)
区间修改及区间翻转
和 \(Splay\) 模板题的翻转差不多， 都是套路， 将 \(L - 1, R + 1\) \(Splay\) 到根和根的右子节点， 根的右子节点的左子树即为修改区间， 打个懒标记。 注意这里的懒标记是给儿子使用的。还有就是修改与翻转的优先级的关系： 只要全部染色了翻不翻转都无所谓， 故修改懒标记的优先级修改染色 \(>\) 翻转，所以我们可以在下推染色标记时将翻转懒标记清空； 同理在翻转时， 当此区间有染色标记的时候， 我们也不需要翻转了
注意后面需要维护区间最大子段和， 需要维护一个区间的 取左端最大值 、取右端最大值 、 本区间子段最大值（参见小白逛公园）， 从而更新。
所以我们区间翻转注意要先交换子区间的取左右端最大值， 再交换两个区间
void pushup(int id){
int lid = ch[id][0], rid = ch[id][1];
size[id] = size[lid] + size[rid] + 1;
sum[id] = sum[lid] + sum[rid] + val[id];
lmax[id] = max(lmax[lid], sum[lid] + val[id] + lmax[rid]);
rmax[id] = max(rmax[rid], sum[rid] + val[id] + rmax[lid]);
int MAX = max(maxx[lid], maxx[rid]);
maxx[id] = max(MAX, rmax[lid] + val[id] + lmax[rid]);
}
void pushdown(int id){//像线段树一样标记给儿子用
int lid = ch[id][0], rid = ch[id][1];
if(lazy[id] != -INF){
val[lid] = val[rid] = lazy[id];
lazy[lid] = lazy[rid] = lazy[id];
sum[lid] = size[lid] * lazy[id];
sum[rid] = size[rid] * lazy[id];
if(lazy[id] >= 0){
maxx[lid] = lmax[lid] = rmax[lid] = sum[lid];
maxx[rid] = lmax[rid] = rmax[rid] = sum[rid];
}
else{
lmax[lid] = rmax[lid] = 0, maxx[lid] = lazy[id];
lmax[rid] = rmax[rid] = 0; maxx[rid] = lazy[id];
}
lazy[id] = -INF; rev[id] = 0;
}
if(rev[id]){
rev[id] = 0;rev[lid] ^= 1, rev[rid] ^= 1;
swap(lmax[lid], rmax[lid]), swap(lmax[rid], rmax[rid]);
swap(ch[lid][0], ch[lid][1]);
swap(ch[rid][0], ch[rid][1]);
}
}
void Change(){
int x = RD(), tot = RD(), c = RD();
x = find(root, x);
splay(x, 0, root);
x = find(root, size[ch[root][0]] + tot + 2);
splay(x, root, root);
int change = ch[ch[root][1]][0];
val[change] = lazy[change] = c;
sum[change] = c * size[change];
if(c >= 0)maxx[change] = lmax[change] = rmax[change] = sum[change];
else maxx[change] = c, lmax[change] = rmax[change] = 0;
pushup(ch[root][1]), pushup(root);
}
void Reverse(){
int x = RD(), tot = RD();
x = find(root, x);
splay(x, 0, root);
x = find(root, size[ch[root][0]] + tot + 2);
splay(x, root, root);
int change = ch[ch[root][1]][0];
if(lazy[change] == -INF){
rev[change] ^= 1;
swap(lmax[change], rmax[change]);
swap(ch[change][0], ch[change][1]);
pushup(ch[root][1]), pushup(root);
}
}
\(Sum\ \&\ MSum\)
区间求和及最大子段和
\(Sum\) 都是套路， 不再赘述， \(MSum\) 更简单， 只要你前面维护得正确， 输出根的最大子段和的值即可
void Sum(){
int x = RD(), tot = RD();
x = find(root, x);
splay(x, 0, root);
x = find(root, size[ch[root][0]] + tot + 2);
splay(x, root, root);
printf("%d\n", sum[ch[ch[root][1]][0]]);
}
void MSum(){
printf("%d\n", maxx[root]);
}
至此， \(Splay\) 的大部分区间操作都已经被提到和总结了。谢谢大佬，谢谢
Code
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<queue>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#define LL long long
using namespace std;
int RD(){
int flag = 1, out = 0;char c = getchar();
while(c < '0' || c > '9'){if(c == '-')flag = -1;c = getchar();}
while(c >= '0' && c <= '9'){out = out * 10 + c - '0';c = getchar();}
return flag * out;
}
const int maxn = 1000019, INF = 1e9 + 19;
int num, na;
//splay, 需支持插入删除修改翻转求和最大子列
int ch[maxn][2], fa[maxn];
int val[maxn];
int size[maxn], lazy[maxn], rev[maxn];
int sum[maxn], maxx[maxn], lmax[maxn], rmax[maxn];
int root, tot;
queue<int>Q;
int New(int F, int v){//包办一切编号重启，方便得一批
int now;
if(Q.empty())now = ++tot;
else now = Q.front(), Q.pop();
fa[now] = F; ch[now][0] = ch[now][1] = 0;
val[now] = v;
size[now] = 1; lazy[now] = -INF;rev[now] = 0;
sum[now] = maxx[now] = v;
lmax[now] = rmax[now] = max(0, v);
return now;
}
void pushup(int id){
int lid = ch[id][0], rid = ch[id][1];
size[id] = size[lid] + size[rid] + 1;
sum[id] = sum[lid] + sum[rid] + val[id];
lmax[id] = max(lmax[lid], sum[lid] + val[id] + lmax[rid]);
rmax[id] = max(rmax[rid], sum[rid] + val[id] + rmax[lid]);
int MAX = max(maxx[lid], maxx[rid]);
maxx[id] = max(MAX, rmax[lid] + val[id] + lmax[rid]);
}
void pushdown(int id){//像线段树一样标记给儿子用
int lid = ch[id][0], rid = ch[id][1];
if(lazy[id] != -INF){
val[lid] = val[rid] = lazy[id];
lazy[lid] = lazy[rid] = lazy[id];
sum[lid] = size[lid] * lazy[id];
sum[rid] = size[rid] * lazy[id];
if(lazy[id] >= 0){
maxx[lid] = lmax[lid] = rmax[lid] = sum[lid];
maxx[rid] = lmax[rid] = rmax[rid] = sum[rid];
}
else{
lmax[lid] = rmax[lid] = 0, maxx[lid] = lazy[id];
lmax[rid] = rmax[rid] = 0; maxx[rid] = lazy[id];
}
lazy[id] = -INF; rev[id] = 0;
}
if(rev[id]){
rev[id] = 0;rev[lid] ^= 1, rev[rid] ^= 1;
swap(lmax[lid], rmax[lid]), swap(lmax[rid], rmax[rid]);
swap(ch[lid][0], ch[lid][1]);
swap(ch[rid][0], ch[rid][1]);
}
}
bool lor(int id){return ch[fa[id]][0] == id ? 0 : 1;}
void spin(int id){
int F = fa[id], d = lor(id);
fa[id] = fa[F];
if(fa[F])ch[fa[F]][lor(F)] = id;
fa[F] = id;
ch[F][d] = ch[id][d ^ 1];
if(ch[id][d ^ 1])fa[ch[id][d ^ 1]] = F;
ch[id][d ^ 1] = F;
pushup(F), pushup(id);
}
void splay(int id, int goal, int &rt){//rt为splay的主根
while(fa[id] != goal){
int F = fa[id];
pushdown(fa[F]), pushdown(F), pushup(id);
if(fa[F] == goal)spin(id);
else if(lor(id) ^ lor(F))spin(id), spin(id);
else spin(F), spin(id);
}
if(!goal)rt = id;
}
int find(int id, int rank){
pushdown(id);
if(!id)return INF;
if(size[ch[id][0]] >= rank)return find(ch[id][0], rank);
else if(size[ch[id][0]] + 1 == rank)return id;
else return find(ch[id][1], rank - size[ch[id][0]] - 1);
}
void insert(int id, int v, int &rt){
ch[id][1] = New(id, v);
splay(ch[id][1], 0, rt);
}
int ori[maxn];
void build(int &id, int F, int l, int r){//注意引用
if(l > r)return ;//因为下面的-1和+1，可能会出现区间错位的情况
int mid = (l + r) >> 1;
id = New(F, ori[mid]);
if(l == r)return ;
build(ch[id][0], id, l, mid - 1);//注意这里和线段树不一样，子区间是没有mid的
build(ch[id][1], id, mid + 1, r);
pushup(id);
}
void Ins(){
int x = RD(), tot = RD();
for(int i = 1;i <= tot;i++)ori[i] = RD();
int rt;build(rt, 0, 1, tot);
x = find(root, x + 1);//注意哨兵节点的加一
splay(x, 0, root);
x = find(root, size[ch[root][0]] + 2);
splay(x, root, root);
ch[ch[root][1]][0] = rt;
fa[rt] = ch[root][1];
pushup(ch[root][1]), pushup(root);
}
void dfs_del(int id){//深搜回收编号
Q.push(id);
if(ch[id][0])dfs_del(ch[id][0]);
if(ch[id][1])dfs_del(ch[id][1]);
}
void Del(){
int x = RD(), tot = RD();
x = find(root, x);//哨兵节点 + 1 - 1
splay(x, 0, root);
x = find(root, size[ch[root][0]] + tot + 2);
splay(x, root, root);
int del = ch[ch[root][1]][0];
dfs_del(del);
ch[ch[root][1]][0] = 0;
pushup(ch[root][1]), pushup(root);
}
void Change(){
int x = RD(), tot = RD(), c = RD();
x = find(root, x);
splay(x, 0, root);
x = find(root, size[ch[root][0]] + tot + 2);
splay(x, root, root);
int change = ch[ch[root][1]][0];
val[change] = lazy[change] = c;
sum[change] = c * size[change];
if(c >= 0)maxx[change] = lmax[change] = rmax[change] = sum[change];
else maxx[change] = c, lmax[change] = rmax[change] = 0;
pushup(ch[root][1]), pushup(root);
}
void Reverse(){
int x = RD(), tot = RD();
x = find(root, x);
splay(x, 0, root);
x = find(root, size[ch[root][0]] + tot + 2);
splay(x, root, root);
int change = ch[ch[root][1]][0];
if(lazy[change] == -INF){
rev[change] ^= 1;
swap(lmax[change], rmax[change]);
swap(ch[change][0], ch[change][1]);
pushup(ch[root][1]), pushup(root);
}
}
void Sum(){
int x = RD(), tot = RD();
x = find(root, x);
splay(x, 0, root);
x = find(root, size[ch[root][0]] + tot + 2);
splay(x, root, root);
printf("%d\n", sum[ch[ch[root][1]][0]]);
}
void MSum(){
printf("%d\n", maxx[root]);
}
int main(){
num = RD(), na = RD();
root = New(0, -INF);
for(int i = 1;i <= num;i++)insert(root, RD(), root);
insert(root, -INF, root);//初始化
char cmd[19];
for(int i = 1;i <= na;i++){
cin>>cmd;
if(cmd[2] == 'S')Ins();
else if(cmd[2] == 'L')Del();
else if(cmd[2] == 'K')Change();
else if(cmd[2] == 'V')Reverse();
else if(cmd[2] == 'T')Sum();
else MSum();
}
return 0;
}
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