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Description

您需要写一种数据结构(可参考题目标题),来维护一个有序数列,其中需要提供以下操作:

1.查询k在区间内的排名

2.查询区间内排名为k的值

3.修改某一位值上的数值

4.查询k在区间内的前驱(前驱定义为小于x,且最大的数)

5.查询k在区间内的后继(后继定义为大于x,且最小的数)

Input

第一行两个数 n,m 表示长度为n的有序序列和m个操作

第二行有n个数,表示有序序列

下面有m行,opt表示操作标号

若opt=1 则为操作1,之后有三个数l,r,k 表示查询k在区间[l,r]的排名

若opt=2 则为操作2,之后有三个数l,r,k 表示查询区间[l,r]内排名为k的数

若opt=3 则为操作3,之后有两个数pos,k 表示将pos位置的数修改为k

若opt=4 则为操作4,之后有三个数l,r,k 表示查询区间[l,r]内k的前驱

若opt=5 则为操作5,之后有三个数l,r,k 表示查询区间[l,r]内k的后继

Output

对于操作1,2,4,5各输出一行,表示查询结果

Sample Input

9 6

4 2 2 1 9 4 0 1 1

2 1 4 3

3 4 10

2 1 4 3

1 2 5 9

4 3 9 5

5 2 8 5

Sample Output

2

4

3

4

9

HINT

1.n和m的数据范围:n,m<=50000

2.序列中每个数的数据范围:[0,1e8]

3.虽然原题没有,但事实上5操作的k可能为负数

【题解】



线段树套一个平衡树。

对于线段树的每个节点所代表的区间维护一个平衡树(包含了这个区间里面的所有元素);

用的是SBT(这可能是这份题解唯一的卖点了,我看网上其他人用的都是treap,200+行左右,然而我用了300+行)。

找第k小的数的时候用到了二分答案。

修改操作可以看成是在平衡树里面删掉原来的值。然后再把新的值加入到平衡树中。

这道题的rank是这样的

1 2 3 3 3 5 6 7 8 9

3的rank是3

但是如果查rank4也是3,rank5 也是3,rank3也是3

删除操作有点复杂,因为左右儿子都有的情况需要找个节点来替代,而且这个节点的重复次数也需要改变(同一个数字记录在同一个节点,用”重复”域来表示这个数字重复了几次;

还有,因为同一数字压缩在了同一个节点。所以左旋、右旋代码的size域的修改有所改变

/**************************************************************
Problem: 3196
User: chengchunyang
Language: C++
Result: Accepted
Time:7420 ms
Memory:65572 kb
****************************************************************/ #include <cstdio> const int MAXN = 51000;
const int INF = 1e8 + 10;
//记住要乘16倍就好。
//有MAX*4个是存放树的根节点
//MAX*4*15个是这些树的儿子节点
int root[MAXN * 4], l[MAXN * 4 * 16], r[MAXN * 4 * 16], key[MAXN * 4 * 16], size[MAXN * 4 * 16], cnt = 0;
int a[MAXN], n, m, rank = 0, cf[MAXN * 4 * 16];//cf代表这个数字重复出现了几次
int qianqu, houji; int min(int a, int b)
{
return a > b ? b : a;
} int max(int a, int b)
{
return a > b ? a : b;
} void r_ro(int &t)//右旋代码
{
int k = l[t];
l[t] = r[k];
r[k] = t;
size[k] = size[t];
size[t] = size[l[t]] + size[r[t]] + cf[t];//最后加上的不是1而是cf[t]了。
t = k;
} void l_ro(int &t)//左旋
{
int k = r[t];
r[t] = l[k];
l[k] = t;
size[k] = size[t];
size[t] = size[l[t]] + size[r[t]] + cf[t];
t = k;
} void maintain(int &t, bool flag)//sbt的修复函数
{
if (flag)
{
if (size[l[l[t]]] > size[r[t]])
r_ro(t);
else
if (size[r[l[t]]] > size[r[t]])
l_ro(l[t]), r_ro(t);
else
return;
}
else
{
if (size[r[r[t]]] > size[l[t]])
l_ro(t);
else
if (size[l[r[t]]] > size[l[t]])
r_ro(r[t]), l_ro(t);
else
return;
}
maintain(l[t], true);
maintain(r[t], false);
maintain(t, true);
maintain(t, false);
} void insert(int &t, int x)//插入过程
{
if (!t)
{
t = ++cnt;
size[t] = cf[t] = 1;
l[t] = r[t] = 0;
key[t] = x;
}
else
{
size[t]++;
if (x == key[t])
cf[t]++;
else
if (x < key[t])
insert(l[t], x);
else
insert(r[t], x);
if (x != key[t])
maintain(t, x < key[t]);
}
} void ask_rank(int t, int x)//获取排名,获取的是比它小的数字的个数
{
if (!t)
return;
if (x == key[t])//等于就即加上左子树的大小
rank += size[l[t]];
else
if (x < key[t])
ask_rank(l[t], x);
else
if (x > key[t])//大于
{
rank += size[l[t]] + cf[t];//整个左子树和这个节点都行
ask_rank(r[t], x);
}
} void get_rank(int rt, int begin, int end, int l, int r, int x)
{//线段树,获取这个l,r区间所在的平衡树
if (begin == l && end == r)
{
ask_rank(root[rt], x);
return;
}
int m = (begin + end) >> 1;
if (r <= m)
get_rank(rt << 1, begin, m, l, r, x);
else
if (m < l)
get_rank(rt << 1 | 1, m + 1, end, l, r, x);
else
{
get_rank(rt << 1, begin, m, l, m, x);
get_rank(rt << 1 | 1, m + 1, end, m + 1, r, x);
}
} void build(int rt, int begin, int end, int pos, int x)
{//建线段树,并维护平衡树
insert(root[rt], x);
if (begin == end)
return;
int m = (begin + end) >> 1;
if (pos <= m)
build(rt << 1, begin, m, pos, x);
else
build(rt << 1 | 1, m + 1, end, pos, x);
} void de_lete(int &t, int x)
{//删掉x这个元素
if (!t)
return;
size[t]--;
if (key[t] == x)
{
if (cf[t] > 1)
cf[t]--;
else
{
cf[t] = 0;
bool flag1 = (l[t]>0), flag2 = (r[t]>0);
if (!flag1 && !flag2)
t = 0;
else
if (!flag1 && flag2)
t = r[t];
else
if (flag1 && !flag2)
t = l[t];
else
{
int temp = r[t];
while (l[temp]) temp = l[temp];//这里要用一个节点替代它
int dd = cf[temp] - 1;
temp = r[t];
size[temp] -= dd;//相应的size域都要发生变化
while (l[temp])
{
temp = l[temp];
size[temp] -= dd;
}
key[t] = key[temp];//替代
cf[t] = cf[temp];//那个节点的cf域变成1
cf[temp] = 1;
de_lete(r[t], key[temp]);//下次就会删掉了。
}
}
}
else
if (x < key[t])
de_lete(l[t], x);
else
de_lete(r[t], x);
} void change(int rt, int begin, int end, int pos, int x)
{//更改值实际上就是在平衡树中删掉一个元素,然后再添加进去
de_lete(root[rt], a[pos]);
insert(root[rt], x);
if (begin == end)
return;
int m = (begin + end) >> 1;
if (pos <= m)
change(rt << 1, begin, m, pos, x);
else
change(rt << 1 | 1, m + 1, end, pos, x);
} void ask_before(int t, int x)
{//询问前趋是啥
if (!t)
return;
if (key[t] < x)
{
qianqu = max(qianqu, key[t]);
ask_before(r[t], x);
}
else
if (x <= key[t])
ask_before(l[t], x);
} void get_before(int rt, int begin, int end, int l, int r, int k)
{//获取这个区间所在的平衡树
if (begin == l && end == r)
{
ask_before(root[rt], k);
return;
}
int m = (begin + end) >> 1;
if (r <= m)
get_before(rt << 1, begin, m, l, r, k);
else
if (m < l)
get_before(rt << 1 | 1, m + 1, end, l, r, k);
else
{
get_before(rt << 1, begin, m, l, m, k);
get_before(rt << 1 | 1, m + 1, end, m + 1, r, k);
}
} void ask_houji(int t, int x)
{//询问后继
if (!t)
return;
if (x < key[t])
{
houji = min(houji, key[t]);
ask_houji(l[t], x);
}
else
if (x >= key[t])
ask_houji(r[t], x);
} void get_houji(int rt, int begin, int end, int l, int r, int k)
{//获取这个区间所在的平衡树
if (begin == l && end == r)
{
ask_houji(root[rt], k);
return;
}
int m = (begin + end) >> 1;
if (r <= m)
get_houji(rt << 1, begin, m, l, r, k);
else
if (m < l)
get_houji(rt << 1 | 1, m + 1, end, l, r, k);
else
{
get_houji(rt << 1, begin, m, l, m, k);
get_houji(rt << 1 | 1, m + 1, end, m + 1, r, k);
}
} int main()
{
//freopen("F:\\rush.txt", "r", stdin);
scanf("%d%d", &n, &m);
for (int i = 1; i <= n; i++)
{
scanf("%d", &a[i]);
build(1, 1, n, i, a[i]);
}
for (int i = 1; i <= m; i++)
{
int opt;
scanf("%d", &opt);
if (opt == 1)
{
int l, r, k;
scanf("%d%d%d", &l, &r, &k);
rank = 1;
get_rank(1, 1, n, l, r, k);
printf("%d\n", rank);
}
else
if (opt == 2)
{
int l, r, k;
scanf("%d%d%d", &l, &r, &k);
int le = 0, ri = INF, num;//询问第k小数实际上是二分一个数字,然后判断它的排名
while (le <= ri)//不断调整
{
int m = (le + ri) >> 1;
rank = 1;//我们找的是小于这个数的个数.所以一开始加上1就是这个数的排名了。
get_rank(1, 1, n, l, r, m);
if (rank <= k)//小于等于k就记录这个m为答案。
{//最后记录的是满足排名小于等于k的最大的一个数字.
le = m + 1;
num = m;
}
else
if (rank > k)
ri = m - 1;
}
printf("%d\n", num);
}
else
if (opt == 3)
{
int pos, x;
scanf("%d%d", &pos, &x);
change(1, 1, n, pos, x);
a[pos] = x;
}
else
if (opt == 4)
{
int l, r, k;
scanf("%d%d%d", &l, &r, &k);
qianqu = 0;
get_before(1, 1, n, l, r, k);
printf("%d\n", qianqu);
}
else
if (opt == 5)
{
int l, r, k;
scanf("%d%d%d", &l, &r, &k);
houji = INF;
get_houji(1, 1, n, l, r, k);
printf("%d\n", houji);
}
}
return 0;
}


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