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  • 洛谷.2042.[NOI2005]维护数列(Splay)

    题目链接

    2017.12.24 第一次写:
    时间: 2316ms (1268ms)
    空间: 19.42MB (19.5MB)(O2)
    注:洛谷测的时间浮动比较大

    /*
    插入一段数:将这些数先单独建一棵平衡树t'.将pos旋到根,pos+1旋到son[root][1],直接将t'放到son[pos+1][0]即可 
    删除一段数:将要删除区间旋转到r+1的左儿子上,直接删除 
    统一修改一段数、区间反转:同样,提取修改区间,打标记 
    区间求和:提取,输出记录的sum 
    最大子序列:有一种求最大子序列的nlogn分治算法,用于带修改的最大子序列 
    	就是记录lmax,rmax,maxn,sum(是否包含区间左/右端点),dp思想更新 
    1.最多会出现4*10^6个数,任意时刻只会有5*10^5个数,所以要用一个栈或队列存储可用下标(内存池) 
      要id[]记录 
      有Delete掉的下标就存;栈里没有就++cnt 
      Build时一定要分清是位置m还是下标rt 
    2.sum[ls],sum[rs]都是不包括val[rt]的,转移时注意加上 
    3.下传rt节点时是去用标记更新ls,rs,而不是还更新rt。没理解透。
      更新rt的标记时要更新rt各值!包括rev。在下传时给子节点标记同时更新子节点 
      也许不这样会导致标记下传不完全,因为这题是多询问的,而文艺平衡树是在最后输出,输出时一定会更新标记。 
    4.区间反转会导致lmx,rmx反了,要换!
    5.Down()一般只需要在Find向下递归时进行就可以 
    6.由于每次Split都会导致父子关系改变,所以每次更新都要Update(son[root]),Update(root) 
    7.初始化mx[0],这样更新最值可以不用管是否存在子节点 
    8.mx和lmx,rmx更新方式是不一样的! 
    注意转移 
    */
    #include<cstdio>
    #include<cctype>
    #include<algorithm>
    #define gc() getchar()
    const int N=5e5+5,INF=1e9;
    
    int n,root,A[N],id[N],sk[N],tp,cnt;
    int fa[N],son[N][2],sz[N],val[N],lmx[N],rmx[N],mx[N],sum[N];
    bool tag[N],rev[N];//直接用val[rt]的值代替int tag[rt] 
    inline int read()
    {
    	int now=0,f=1;register char c=gc();
    	for(;!isdigit(c);c=gc()) if(c=='-') f=-1;
    	for(;isdigit(c);now=now*10+c-'0',c=gc());
    	return now*f;
    }
    #define ls son[rt][0]
    #define rs son[rt][1]
    inline void Update(int rt)
    {
    	sz[rt]=sz[ls]+sz[rs]+1;
    	mx[rt]=std::max(mx[ls],std::max(mx[rs],rmx[ls]+val[rt]+lmx[rs]));
    	lmx[rt]=std::max(lmx[ls],sum[ls]+val[rt]+lmx[rs]);
    	rmx[rt]=std::max(rmx[rs],sum[rs]+val[rt]+rmx[ls]);
    	sum[rt]=sum[ls]+val[rt]+sum[rs];
    }
    inline void Down(int rt)
    {
    	if(tag[rt])
    	{
    		if(ls)
    		{
    			tag[ls]=1, val[ls]=val[rt], sum[ls]=sz[ls]*val[rt];
    			if(val[rt]>=0) lmx[ls]=rmx[ls]=mx[ls]=sum[ls];
    			else lmx[ls]=rmx[ls]=0,mx[ls]=val[rt];
    		}
    		if(rs)
    		{
    			tag[rs]=1, val[rs]=val[rt], sum[rs]=sz[rs]*val[rt];
    			if(val[rt]>=0) lmx[rs]=rmx[rs]=mx[rs]=sum[rs];
    			else lmx[rs]=rmx[rs]=0,mx[rs]=val[rt];
    		}
    		rev[rt]=tag[rt]=0;//有修改标记就不需要反转 
    	}
    	else if(rev[rt])
    	{
    		rev[rt]=0, rev[ls]^=1, rev[rs]^=1;
    		std::swap(lmx[ls],rmx[ls]), std::swap(son[ls][0],son[ls][1]);
    		std::swap(lmx[rs],rmx[rs]), std::swap(son[rs][0],son[rs][1]);
    //	WA:	std::swap(lmx[rt],rmx[rt]);
    //		std::swap(ls,rs);
    	}
    }
    void Rotate(int x,int &k)
    {
    	int a=fa[x],b=fa[a];bool l=son[a][1]==x,r=l^1;
    	if(a==k) k=x;
    	else son[b][son[b][1]==a]=x;
    	fa[x]=b, fa[a]=x, fa[son[x][r]]=a;
    	son[a][l]=son[x][r], son[x][r]=a;
    	Update(a),Update(x);
    }
    void Splay(int x,int &k)
    {
    	while(x!=k)
    	{
    		int a=fa[x],b=fa[a];
    		if(a!=k) (son[a][1]==x^son[b][1]==a)?Rotate(x,k):Rotate(a,k);
    		Rotate(x,k);
    	}
    }
    int Rank(int rt,int k)
    {
    	while(1)
    	{
    		Down(rt);
    		if(sz[ls]+1==k) return rt;
    		if(sz[ls]>=k) rt=ls;
    		else k-=sz[ls]+1,rt=rs;
    	}
    }
    void Build(int l,int r,int f)
    {
    	if(l>r) return;
    	int m=l+r>>1,rt=id[m],pre=id[f];
    	fa[rt]=pre, son[pre][m>f]=rt;/*,sz[rt]=1;*///son[pre][m>f]:注意数组下标和位置没有关系 
    	rev[rt]=tag[rt]=0, val[rt]=A[m];//因为sum,lmx等还会在Update重新更新 
    	if(l==r)//所以只在这时更新这些值 
    	{
    		mx[rt]=sum[rt]=A[l], sz[rt]=1;//mx[rt]是这个区间(点)必须要选,所以就是A[l] 
    		lmx[rt]=rmx[rt]=std::max(val[rt],0);
    		return;
    	}
    	Build(l,m-1,m), Build(m+1,r,m);
    	Update(rt);
    }
    void Free(int rt)//时间换空间,回收无用编号 
    {
    	if(!rt) return;
    	sk[++tp]=rt;
    	Free(ls), Free(rs);
    	fa[rt]=ls=rs=0;
    //	rev[rt]=tag[rt]=0;
    }
    int Split(int pos,int tot)
    {
    	int x=Rank(root,pos),y=Rank(root,pos+tot+1);
    	Splay(x,root), Splay(y,son[x][1]);
    	return son[y][0];
    }
    void Ins()
    {
    	int pos=read()+1,tot=read();
    	for(int i=1;i<=tot;++i) A[i]=read();
    	for(int i=1;i<=tot;++i)
    		if(tp) id[i]=sk[tp--];
    		else id[i]=++cnt;
    	Build(1,tot,0);
    	int z=id[1+tot>>1],x=Rank(root,pos),y=Rank(root,pos+1);//z:the root of t'
    	Splay(x,root), Splay(y,son[x][1]);
    	fa[z]=y, son[y][0]=z;
    	Update(y), Update(x);
    }
    void Del()
    {
    	int pos=read(),tot=read(),y=Split(pos,tot),x=fa[y];
    	Free(y), son[x][0]=0;
    	Update(x), Update(fa[x]);//不要再用y! 
    }
    void Modify()
    {
    	int pos=read(),tot=read(),v=read(),rt=Split(pos,tot);
    	tag[rt]=1,val[rt]=v,sum[rt]=sz[rt]*v;
    	if(v>=0) lmx[rt]=rmx[rt]=sum[rt], mx[rt]=sum[rt];//lmx,rmx全选或不选 
    	else lmx[rt]=rmx[rt]=0, mx[rt]=v;//mx全选或选一个 
    	Update(fa[rt]), Update(root);
    }
    void Rev()
    {
    	int pos=read(),tot=read(),rt=Split(pos,tot);
    	if(!tag[rt])
    	{
    		rev[rt]^=1;
    		std::swap(ls,rs), std::swap(lmx[rt],rmx[rt]);
    		Update(fa[rt]), Update(root);
    	}
    //WA:rev[rt]^=1;
    //	Update(fa[rt]), Update(root);
    }
    void Query()
    {
    	int pos=read(),tot=read(),rt=Split(pos,tot);
    	printf("%d
    ",sum[rt]);
    }
    //void Print(int x)
    //{
    //	if(!x) return;
    //	Down(x);
    //	Print(son[x][0]), printf("%d ",val[x]), Print(son[x][1]);
    //}
    
    int main()
    {
    //#ifndef ONLINE_JUDGE
    //	freopen("2042.in","r",stdin);
    //#endif
    
    //	freopen("seq2005.in","r",stdin);
    //	freopen("seq2005.out","w",stdout);
    
    	n=read();int q=read();
    	mx[0]=A[1]=A[n+2]=-INF;
    	for(int i=1;i<=n;++i) A[i+1]=read(),id[i]=i;
    	id[n+1]=n+1,id[n+2]=n+2;
    	Build(1,n+2,0), root=n+3>>1, cnt=n+2;
    	char s[12];
    	while(q--)
    	{
    		scanf("%s",s);
    		if(s[0]=='I') Ins();
    		else if(s[0]=='D') Del();
    		else if(s[2]=='K') Modify();
    		else if(s[0]=='R') Rev();
    		else if(s[0]=='G') Query();
    		else printf("%d
    ",mx[root]);
    	}
    
    	return 0;
    }
    

    2018.2.26 第二次写:(简化许多)(两份实际行数倒差不多)
    时间: 2008ms (1536ms)
    空间:19.51MB (19.49MB)

    /*
    数列位置直接拿sz解决 
    需要存个id,下标并不统一 
    */
    #include <cstdio>
    #include <cctype>
    #include <algorithm>
    #define gc() getchar()
    const int N=5e5+15,INF=1e8,MAXIN=1e6;
    
    int n,m,root;
    inline int read()
    {
    	int now=0,f=1;register char c=gc();
    	for(;!isdigit(c);c=gc()) if(c=='-') f=-1;
    	for(;isdigit(c);now=now*10+c-'0',c=gc());
    	return now*f;
    }
    struct SPLAY
    {
    	int A[N],size,fa[N],son[N][2],val[N],sz[N],id[N],sum[N],lmax[N],rmax[N],smax[N];
    	int pool[N],top,cnt;
    	bool cover[N],rev[N];
    	inline int New_Node(){
    		if(top) return pool[--top];
    		return ++cnt;
    	}
    	inline void Update(int rt)
    	{
    		int ls=son[rt][0],rs=son[rt][1];
    		sz[rt]=sz[ls]+sz[rs]+1;
    		sum[rt]=sum[ls]+val[rt]+sum[rs];
    		smax[rt]=std::max(rmax[ls]+val[rt]+lmax[rs],std::max(smax[ls],smax[rs]));
    		lmax[rt]=std::max(lmax[ls],sum[ls]+val[rt]+lmax[rs]);
    		rmax[rt]=std::max(rmax[rs],sum[rs]+val[rt]+rmax[ls]);
    	}
    	inline void Set(int rt,int v)
    	{
    		sum[rt]=v*sz[rt], val[rt]=v, cover[rt]=1;
    		if(v>0) smax[rt]=lmax[rt]=rmax[rt]=sum[rt];
    		else smax[rt]=v, lmax[rt]=rmax[rt]=0;//至少存在一元素 但是作为区间端点还是可以不要的 
    	}
    	inline void Rev(int rt)
    	{
    		std::swap(lmax[rt],rmax[rt]), std::swap(son[rt][0],son[rt][1]);
    		rev[rt]^=1;
    	}
    	void PushDown(int rt)
    	{
    		if(cover[rt])
    			Set(son[rt][0],val[rt]), Set(son[rt][1],val[rt]), cover[rt]=rev[rt]=0;//这个rev没有必要了 
    		if(rev[rt])
    			Rev(son[rt][0]), Rev(son[rt][1]), rev[rt]^=1;
    	}
    	void Rotate(int x,int &k)
    	{
    		int a=fa[x],b=fa[a]; bool l=son[a][1]==x,r=l^1;
    		if(k==a) k=x;
    		else son[b][son[b][1]==a]=x;
    		fa[a]=x, fa[x]=b, fa[son[x][r]]=a,
    		son[a][l]=son[x][r], son[x][r]=a;
    		Update(a), Update(x);
    	}
    	void Splay(int x,int &k)
    	{
    		while(x!=k)
    		{
    			int a=fa[x],b=fa[a];
    //			PushDown(b), PushDown(a), PushDown(x);
    			if(a!=k) son[a][1]==x^son[b][1]==a?Rotate(x,k):Rotate(a,k);
    			Rotate(x,k);
    		}
    	}
    	int Rank(int k,int p)
    	{
    		while(1)
    		{
    			PushDown(k);
    			if(sz[son[k][0]]+1==p) return k;
    			if(sz[son[k][0]]>=p) k=son[k][0];
    			else p-=sz[son[k][0]]+1, k=son[k][1];
    		}
    	}
    	void Build(int l,int r,int f)
    	{
    		if(l>r) return;
    		int m=l+r>>1,rt=id[m],pre=id[f];
    		val[rt]=A[m], fa[rt]=pre, son[pre][m>f]=rt;//son[pre][val[rt]>val[pre]]=rt;同样的错误--在树中的排名是下标!
    		cover[rt]=rev[rt]=0;
    		if(l==r){
    			sz[rt]=1, sum[rt]=smax[rt]=val[rt];
    			if(val[rt]>0) lmax[rt]=rmax[rt]=val[rt];
    			else lmax[rt]=rmax[rt]=0;
    		}
    		else{//其余信息在Update时更新 
    			Build(l,m-1,m), Build(m+1,r,m),
    			Update(rt);
    		}
    	}
    	void Insert()
    	{
    		int p=read()+1,tot=read();
    		for(int i=1; i<=tot; ++i) A[i]=read(),id[i]=New_Node();
    		Build(1,tot,0);
    		int r=id[1+tot>>1],x=Rank(root,p),y=Rank(root,p+1);
    		Splay(x,root), Splay(y,son[x][1]);
    		fa[r]=y, son[y][0]=r;
    		Update(y), Update(x);
    	}
    	void Free(int x)
    	{
    		pool[top++]=x;
    		if(son[x][0]) Free(son[x][0]);
    		if(son[x][1]) Free(son[x][1]);
    		son[x][0]=son[x][1]=0;//son不会在Build时更新 
    //		fa[x]=rev[x]=cover[x]=0;
    	}
    	int Split()
    	{
    		int p=read(),tot=read();
    		int x=Rank(root,p),y=Rank(root,p+tot+1);
    		Splay(x,root), Splay(y,son[x][1]);
    //		printf("p:%d tot:%d x:%d y:%d z:%d
    ",p,tot,x,y,son[y][0]);
    		return son[y][0];
    	}
    	void Delete()
    	{
    		int z=Split(),y=fa[z];
    		/*if(z)*/ Free(z);//当前z这里不需要特判 不会删空元素 
    		son[y][0]=0, Update(y), Update(fa[y]);
    	}
    	void Modify(){
    		int z=Split(),v=read();
    		Set(z,v), Update(fa[z]), Update(root);//更新!
    	}
    	void Reverse(){
    		int rt=Split();
    		if(!cover[rt])//在无cover标记时反转 
    			Rev(rt), Update(fa[rt]), Update(root);
    	}
    	int Query_Sum(){
    		printf("%d
    ",sum[Split()]);
    	}
    //	void Print(int x)
    //	{
    //		PushDown(x);
    //		if(son[x][0]) Print(son[x][0]);
    //		printf("%d:%d
    ",x,val[x]);
    //		if(son[x][1]) Print(son[x][1]);
    //	}
    //	void Debug()
    //	{
    //		puts("Debug");
    //		Print(root);
    //		putchar('
    ');
    //	}
    }t;
    
    
    int main()
    {
    	n=read(),m=read();
    	t.id[1]=1, t.id[n+2]=n+2;//不能用0 
    	t.A[1]=t.A[n+2]=-INF;//边界两个点要处理不能算答案!
    	for(int i=2; i<=n+1; ++i) t.A[i]=read(),t.id[i]=i;
    	t.cnt=n+2, t.Build(1,n+2,0);
    	root=t.id[n+3>>1];
    	char opt[15];
    	while(m--)
    	{
    		scanf("%s",opt);
    		if(opt[0]=='I') t.Insert();
    		else if(opt[0]=='D') t.Delete();
    		else if(opt[4]=='-') t.Modify();
    		else if(opt[0]=='R') t.Reverse();
    		else if(opt[0]=='G') t.Query_Sum();
    		else printf("%d
    ",t.smax[root]);
    	}
    	return 0;
    }
    
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