NOIP2012 借教室 Splay初探

终于把区间操作的Splay搞明白了……

Splay的大致框架是这样的：

【代码中的Zig-Zig和Zig-Zag操作其实是可以优化的，实际只需要3次passDown和3次update】

 template <class T>
 struct SplayNode
 {
     typedef SplayNode<T> Node;
     Node* lch;
     Node* rch;
     Node* parent;
     T val;

     SplayNode(const T& _val,Node* _parent):
             lch(),rch(),parent(_parent),val(_val) {}

     void passDown() {}
     void update() {}

     void lRotate()
     {
         if(parent->parent)
         {
             if(parent==parent->parent->lch)
                 parent->parent->lch=this;
             else parent->parent->rch=this;
         }

         parent->passDown();
         passDown();

         parent->rch=this->lch;
         if(lch) lch->parent=this->parent;

         lch=parent;
         parent=parent->parent;
         lch->parent=this;

         lch->update();
         update();
     }

     void rRotate()
     {
         if(parent->parent)
         {
             if(parent==parent->parent->lch)
                 parent->parent->lch=this;
             else parent->parent->rch=this;
         }

         parent->passDown();
         passDown();

         parent->lch=this->rch;
         if(rch) rch->parent=this->parent;

         rch=parent;
         parent=parent->parent;
         rch->parent=this;

         rch->update();
         update();
     }

     Node* splay()
     {
         while(parent)
         {
             ;
             ; ;
             if(parent->parent)
             {
                 ;
                 ;
             }

             switch(status)
             {
             :  rRotate(); break;
             :  lRotate(); break;
             :  parent->rRotate(); this->rRotate(); break;
             :  lRotate(); rRotate(); break;
             :  rRotate(); lRotate(); break;
             : parent->lRotate(); this->lRotate(); break;
             }
         }
         return this;
     }
 };

注意双旋的Zig-Zig（Zag-Zag）和Zig-Zag（Zag-Zig），后者可以分解成两次单旋，而前者不能。

借教室一题的85分代码（Vijos）：

（Splay果然常数大……当然很可能是我写萎了……）

 #include <algorithm>

 using std::max;
 using std::min;

 struct SplayNode
 {
     typedef SplayNode Node;
     Node* lch;
     Node* rch;
     Node* parent;

     int idx;
     int val;
     int minVal;
     int lazyTag;

     SplayNode() {}

     SplayNode(int _idx,int _val,Node* _parent):
             lch(),rch(),parent(_parent),idx(_idx),val(_val),
             minVal(_val),lazyTag() {}

     void assign(int _idx,int _val,int _minVal,Node* _rch,Node* _parent)
     {
         idx=_idx;
         val=_val;
         minVal=_minVal;
         lazyTag=;
         lch=;
         rch=_rch;
         parent=_parent;
     }

     int actual() { return minVal + lazyTag; }

     void passDown()
     {
         if(!lazyTag) return;

         if(lch) lch->lazyTag += this->lazyTag;
         if(rch) rch->lazyTag += this->lazyTag;

         val += lazyTag;
         minVal += lazyTag;
         lazyTag = ;
     }

     void update()
     {
         minVal = lch ?
             ( rch ? min(min(lch->actual(),rch->actual()),this->val) :
                     min(lch->actual(),this->val) ) :
             ( rch ? min(rch->actual(),this->val) : this->val );
     }

     void lRotate()
     {
         if(parent->parent)
         {
             if(parent==parent->parent->lch)
                 parent->parent->lch=this;
             else parent->parent->rch=this;
         }

         parent->passDown();
         passDown();

         parent->rch=this->lch;
         if(lch) lch->parent=this->parent;

         lch=parent;
         parent=parent->parent;
         lch->parent=this;

         lch->update();
         update();
     }

     void rRotate()
     {
         if(parent->parent)
         {
             if(parent==parent->parent->lch)
                 parent->parent->lch=this;
             else parent->parent->rch=this;
         }

         parent->passDown();
         passDown();

         parent->lch=this->rch;
         if(rch) rch->parent=this->parent;

         rch=parent;
         parent=parent->parent;
         rch->parent=this;

         rch->update();
         update();
     }

     Node* splay()
     {
         while(parent)
         {
             ;
             ; ;
             if(parent->parent)
             {
                 ;
                 ;
             }

             switch(status)
             {
             :  rRotate(); break;
             :  lRotate(); break;
             :  parent->rRotate(); this->rRotate(); break;
             :  lRotate(); rRotate(); break;
             :  rRotate(); lRotate(); break;
             : parent->lRotate(); this->lRotate(); break;
             }
         }
         return this;
     }
 };

 ;

 SplayNode node[maxN];
 int n,m;

 int change(int d,int s,int t)
 {
     ;
     ) status |= ;
     ;

     switch(status)
     {
     :
         node[s-].splay();
         node[s-].rch->parent=;
         node[t+].splay();
         node[s-].rch=&node[t+];
         node[t+].parent=&node[s-];

         node[t+].lch->lazyTag -= d;
         node[t+].update();
         node[s-].update();
         ;
     :
         node[t+].splay();
         node[t+].lch->lazyTag -= d;
         node[t+].update();
         ;
     :
         node[s-].splay();
         node[s-].rch->lazyTag -= d;
         node[s-].update();
         ;
     :
         node[].splay();
         node[].val -= d;
         node[].minVal -= d;
         ].rch) node[].rch->lazyTag -= d;
         ;
     }
 }

 #include <cstdarg>
 #include <cstdio>
 #include <cctype>

 void readInt(int argCnt,...)
 {
     va_list va;
     va_start(va,argCnt);

     while(argCnt--)
     {
         int* dest=va_arg(va,int*);
         ;
         char curDigit;

         do curDigit=getchar(); while(!isdigit(curDigit));
         while(isdigit(curDigit))
         {
             destVal = destVal *  + curDigit - ';
             curDigit=getchar();
         }
         *dest=destVal;
     }

     va_end(va);
 }

 int avai[maxN];

 int main()
 {
     readInt(,&n,&m);

     ;i<=n;++i) readInt(,avai+i);

     for(int i=n;i;--i)
     {
         ,&node[i-]);
         ) node[i].assign(n,avai[i],min(avai[i],node[i+].minVal),&node[i+],);
         ].minVal),&node[i+],&node[i-]);
     }

     ;i<=m;i++)
     {
         int d,s,t;
         readInt(,&d,&s,&t);
         int rt=change(d,s,t);
         )
         {
             printf("-1\n%d",i);
             ;
         }
     }
     printf(");
     ;
 }

修正了一点失误+改成了静态内存

（也许出题人没想到有人会用splay写这道题，所以之前的错误居然没被查出来……）

对于这道题，我们需要给每个Node额外设立3个域：idx（教室的标号，作为键值），minVal（子树中val的最小值），和lazyTag（修改的懒惰标记）

对区间[L,R]进行修改时，首先将L-1提到根，然后将R+1提到根的右孩子处，那么R+1的左孩子就是待修改的区间

当然要特判L==1和R==n（即左/右端为边界的情况）

注意旋转过程中要不断下传lazyTag并对节点的minVal值更新

（这个超级麻烦，一定要把每个细节都想全了，稍有一点疏忽就会出错，而且很不好查）

询问时直接询问根节点的minVal值即可（注意要让根节点的lazyTag传下去）