浅谈离线分治算法:https://www.cnblogs.com/AKMer/p/10415556.html
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我们对于所有区间,要么在分治的(mid)左边,要么在分治的(mid)右边,我们可以递归去处理。
所以我们只需要知道怎么快速统计经过(mid)的区间的答案即可。
我们从大到小枚举区间的左端点(x),然后计算(sumlimits_{y=mid+1}^{r}ans[x][y]),(ans[x][y])表示区间([x,y])对答案的贡献。
假设区间([x,mid])的最小值是(a),最大值(b)。
区间([mid+1,q])的最小值比(a)大,最大值比(b)小。
区间([q+1,p])的最小值比(a)大,最大值比(b)大,或者最小值比(a)小,最大值比(b)小。
区间([p+1,r])的最小值小于(a),最大值大于(b)。
(mn[i])表示([mid+1,i])的最小值,(mx[i])表示([mid+1,i])的最大值。
当右端点落在这三段时,对答案的贡献分别计算。
第一段([mid+1,q])对答案的贡献:
(sumlimits_{i=mid+1}^{q}ab(i-x+1)=frac{ab(mid+2-x)(q-x+1)(q-mid)}{2})
第二段([q+1,p])对答案的贡献:
假如这一段最小值比(a)大,最大值比(b)大:
(sumlimits_{i=q+1}^{p}a*mx[i]*(i-x+1))
化开得:(a*(sumlimits_{i=q+1}^{p}mx[i]*i-(x-1)sumlimits_{i=q+1}^{p}mx[i]))
令(sum[1][y])表示(sumlimits_{i=mid+1}^{y}mx[i]*i),(sum[2][y])表示(sumlimits_{i=mid+1}^{y}mx[i])
那么对答案的贡献就可以表示为(a*(sum[1][p]-sum[1][q]-(x-1)*(sum[2][p]-sum[2][q]))
假如这一段最小值比(a)小,最大值比(b)小,同理可得:
令(sum[3][y])表示(sumlimits_{i=mid+1}^{y}mn[i]*i),(sum[4][y])表示(sumlimits_{i=mid+1}^{y}mn[i])
对答案的贡献可以表示为(b*(sum[3][p]-sum[3][q]-(x-1)*(sum[4][p]-sum[4][q])))
第三段对答案的贡献:
(sumlimits_{i=p+1}^{r}mn[i]*mx[i]*(i-x+1))
可以化为(sumlimits_{i=p+1}^{r}mx[i]*mn[i]*i-(x-1)*sumlimits_{i=p+1}^{r}mn[i]*mx[i])
令(sum[5][y])表示(sumlimits_{i=mid+1}^{y}mx[i]*mn[i]*i),(sum[6][y])表示(sumlimits_{i=mid+1}^{y}mn[i]*mx[i])
对答案的贡献可以表示为(sum[5][r]-sum[5][p]-(x-1)*(sum[6][r]-sum[6][p]))
所以只需要扫一遍就可以统计当前分治层的答案了。
时间复杂度:(O(nlogn))
空间复杂度:(O(n))
代码如下:
#include <cstdio>
#include <algorithm>
using namespace std;
#define sqr(x) (1ll*(x)*(x)%pps)
const int maxn=5e5+5,pps=1e9,inf=2e9;
int n,ans;
int sum[7][maxn];
int num[maxn],mn[maxn],mx[maxn];
int read() {
int x=0,f=1;char ch=getchar();
for(;ch<'0'||ch>'9';ch=getchar())if(ch=='-')f=-1;
for(;ch>='0'&&ch<='9';ch=getchar())x=x*10+ch-'0';
return x*f;
}
void clear(int pos) {
mn[pos]=inf,mx[pos]=-inf;
for(int i=1;i<7;i++)
sum[i][pos]=0;
}
int calc(int a,int b) {
int c=a+b,d=b-a+1;
if(c%2==0)c/=2;
else d/=2;
return 1ll*c*d%pps;
}
void solve(int l,int r) {
if(l==r) {
ans=(ans+sqr(num[l]))%pps;
return;
}
int mid=(l+r)>>1;
solve(l,mid),solve(mid+1,r);
clear(mid);
for(int i=mid+1;i<=r;i++) {
mn[i]=min(mn[i-1],num[i]);
mx[i]=max(mx[i-1],num[i]);
sum[1][i]=(sum[1][i-1]+1ll*mx[i]*i%pps)%pps;
sum[2][i]=(sum[2][i-1]+mx[i])%pps;
sum[3][i]=(sum[3][i-1]+1ll*mn[i]*i%pps)%pps;
sum[4][i]=(sum[4][i-1]+mn[i])%pps;
sum[5][i]=(sum[5][i-1]+1ll*mn[i]*mx[i]%pps*i%pps)%pps;
sum[6][i]=(sum[6][i-1]+1ll*mn[i]*mx[i]%pps)%pps;
}
int a=inf,b=-inf,limit1=mid,limit2=mid;
for(int x=mid;x>=l;x--) {
a=min(a,num[x]),b=max(b,num[x]);
while(mn[limit1+1]>=a&&limit1<r)limit1++;
while(mx[limit2+1]<=b&&limit2<r)limit2++;
int q=min(limit1,limit2),p=max(limit1,limit2);
ans=(ans+(1ll*a*b%pps*calc(mid+2-x,q-x+1)%pps))%pps;
if(q==limit2)ans=(ans+1ll*a*(sum[1][p]-sum[1][q]-1ll*(x-1)*(sum[2][p]-sum[2][q])%pps)%pps)%pps;
else ans=(ans+1ll*b*(sum[3][p]-sum[3][q]-1ll*(x-1)*(sum[4][p]-sum[4][q])%pps)%pps)%pps;
ans=(ans+sum[5][r]-sum[5][p]-1ll*(x-1)*(sum[6][r]-sum[6][p])%pps)%pps;
}
}
int main() {
n=read();
for(int i=1;i<=n;i++)
num[i]=read();
solve(1,n);ans=(ans+pps)%pps;
printf("%d
",ans);
return 0;
}