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  • 「Luogu P3168 [CQOI2015]任务查询系统」

    介绍本题的两种做法:

    方法1

    前置芝士

    1. 线段树:一个很重要的数据结构.
    2. 树状数组:一个很重要的数据结构.

    具体实现

    区间修改,单点查询很容易就会想到树状数组了,至于查询前k个数的和又可以丢给权值线段树去干,所以第一种很显然的方法就是树状数组套一个线段树实现.

    代码

    #include<bits/stdc++.h>
    #define REP(i,first,last) for(int i=first;i<=last;++i)
    #define DOW(i,first,last) for(int i=first;i>=last;--i)
    using namespace std;
    const int maxN=5e5+7;
    const int INF=2147483647;
    int N,M;
    int op[maxN];
    int s[maxN],e[maxN],p[maxN];
    int arr[maxN];
    int sor[maxN];
    int len=0;
    map<int,int>Hash;//数据很大需要离散化
    int val__[maxN];//记录离散化以后每个数代表的原来的值
    struct Tree//动态开点线段树
    {
    	int sum,lson,rson;
    	long long sum_;
    }tree[maxN*32];
    int point_cnt=0;
    //线段树标准define
    #define LSON tree[now].lson
    #define RSON tree[now].rson
    #define MIDDLE ((left+right)>>1)
    #define LEFT LSON,left,MIDDLE
    #define RIGHT RSON,MIDDLE+1,right
    void PushUp(int now)
    {
    	tree[now].sum=tree[LSON].sum+tree[RSON].sum;//数的个数
    	tree[now].sum_=tree[LSON].sum_+tree[RSON].sum_;//每个数相加以后的和
    }
    void UpDataMain(int num,int val,int &now,int left=1,int right=len)
    //修改,在now中加入val个num
    {
    	if(num<left||right<num)
    	{
    		return;
    	}
    	if(!now)
    	{
    		now=++point_cnt;
    	}
    	if(left==right)
    	{
    		tree[now].sum+=+val;
    		tree[now].sum_+=+val*val__[num];//需要加上原理的值*个数
    		return;
    	}
    	UpDataMain(num,val,LEFT);
    	UpDataMain(num,val,RIGHT);
    	PushUp(now);
    }
    int lowbit(int now)//树状数组用的lowbit
    {
    	return now&-now;
    }
    int root[maxN];
    void UpData(int top,int num,int val)//在top的位置加上val个num
    {
    	for(int now=top;now<=N;now+=lowbit(now))//树状数组的修改
    	{
    		UpDataMain(num,val,root[now]);
    	}
    }
    //记录下当前需要加上的树的当前节点
    int add_tree[maxN];
    int num_add=0;
    int GetSum()//当前树中数的个数
    {
    	int sum=0;
    	REP(i,1,num_add){sum+=tree[add_tree[i]].sum;}
    	return sum;
    }
    long long GetSum_()//当前树的数的和
    {
    	long long sum=0;
    	REP(i,1,num_add){sum+=tree[add_tree[i]].sum_;}
    	return sum;
    }
    int GetSumLeft()//当前树的左子树的数的个数
    {
    	int sum=0;
    	REP(i,1,num_add){sum+=tree[tree[add_tree[i]].lson].sum;}
    	return sum;
    }
    long long GetSum_Left()//当前树的左子树的数的和
    {
    	long long sum=0;
    	REP(i,1,num_add){sum+=tree[tree[add_tree[i]].lson].sum_;}
    	return sum;
    }
    int GetSumRight()//当前树的右子树的数的个数
    {
    	int sum=0;
    	REP(i,1,num_add){sum+=tree[tree[add_tree[i]].rson].sum;}
    	return sum;
    }
    long long GetSum_Right()//当前树的右子树的数的和
    {
    	long long sum=0;
    	REP(i,1,num_add){sum+=tree[tree[add_tree[i]].rson].sum_;}
    	return sum;
    }
    void GetRootLeft()//将节点换成左儿子
    {
    	REP(i,1,num_add){add_tree[i]=tree[add_tree[i]].lson;}
    }
    void GetRootRight()//将节点换成右儿子
    {
    	REP(i,1,num_add){add_tree[i]=tree[add_tree[i]].rson;}
    }
    long long QueryMain(int k,int left=1,int right=len)//查询部分主要函数
    {
    	int sum=GetSum();//得到当前树的数的个数
    	if(left==right)//如果是叶节点
    	{
    		return /*当前表示的数*/val__[left]*/*只有sum个数,最多取k个数,所以取一个min*/min(sum,k);
    	}
    	if(k>=sum)//如果k太大
    	{
    		return GetSum_();//返回当前树的数的和
    	}
    	int left_sum=GetSumLeft();//左子树的数的个数
    	if(left_sum>=k)//如果大于等于k就差左子树
    	{
    		GetRootLeft();
    		return QueryMain(k,left,MIDDLE);
    	}
    	//否则就差找右子树
    	long long result=GetSum_Left();
    	GetRootRight();
    	return result+QueryMain(k-left_sum,MIDDLE+1,right);
    }
    void BeforeQuery(int place)//预处理
    {
    	num_add=0;
    	for(int now=place;now;now-=lowbit(now))
    	{
    		add_tree[++num_add]=root[now];
    	}
    }
    long long Query(int place,int k)//查询
    {
    	BeforeQuery(place);//预处理
    	return QueryMain(k);
    }
    void UpDataAdd(int left,int right,int num)//修改,和普通树状数组相同
    {
    	UpData(left,Hash[num],1);
    	UpData(right+1,Hash[num],-1);
    }
    int main()
    {
    	scanf("%d%d",&M,&N);
    	int num_cnt=0;
    	REP(i,1,M)
    	{
    		scanf("%d%d%d",&s[i],&e[i],&p[i]);//记录下来离散化
    		sor[++num_cnt]=p[i];
    	}
    	sort(sor+1,sor+1+num_cnt);
    	sor[0]=-INF;
    	REP(i,1,num_cnt)
    	{
    		if(sor[i]!=sor[i-1])
    		{
    			Hash[sor[i]]=++len;
    			val__[len]=sor[i];
    		}
    	}
    	REP(i,1,M)
    	{
    		UpDataAdd(s[i],e[i],p[i]);//直接修改
    	}
    	long long pre=1;
    	int x,a,b,c,k;
    	REP(i,1,N)
    	{
    		scanf("%d%d%d%d",&x,&a,&b,&c);
    		k=1+(a*pre+b)%c;//按公式计算k
    		pre=Query(x,k);//查询
    		printf("%lld
    ",pre);
    	}
    	return 0;
    }
    

    方法2

    前置芝士

    1. 可持久化线段树 :可以用主席树来实现.
    2. 差分:优化方法1.

    具体实现

    可以发现方法1非常非常麻烦,所以可以发现可以用主席树维护前缀每个数出现的次数,然后就差分搞一下就好了.

    代码

    #include<bits/stdc++.h>
    #define REP(i,first,last) for(int i=first;i<=last;++i)
    #define DOW(i,first,last) for(int i=first;i>=last;--i)
    using namespace std;
    const int maxN=3e5+7;
    int N,M;
    int sor[maxN];
    long long hanum[maxN];
    int p[maxN];
    int tot=0;
    map<int,int>Hash;
    
    //一个没什么用的东西,可以像搞图论一样把每个位置要放入的数和这个位置连一条边,可以简单处理
    struct Edge
    {
    	int next,val,add;
    }edge[maxN*2];
    int cnt_edge=0;
    int head[maxN];
    #define FOR(now) for(int _i_=head[now];_i_;_i_=edge[_i_].next)
    #define VAL edge[_i_].val
    #define ADD edge[_i_].add
    void AddEdge(int form,int val,int add)
    {
    	edge[++cnt_edge].val=val;
    	edge[cnt_edge].add=add;
    	edge[cnt_edge].next=head[form];
    	head[form]=cnt_edge;
    }
    
    struct Tree//主席树
    {
    	int lson,rson,sum;
    	long long sum_;
    }tree[maxN*32];
    #define LSON tree[now].lson
    #define RSON tree[now].rson
    #define MIDDLE ((left+right)>>1)
    #define LEFT LSON,left,MIDDLE
    #define RIGHT RSON,MIDDLE+1,right
    #define NEW_LSON tree[new_tree].lson
    #define NEW_RSON tree[new_tree].rson
    int cnt_point=0;
    void PushUp(int now)
    {
    	tree[now].sum=tree[LSON].sum+tree[RSON].sum;
    	tree[now].sum_=tree[LSON].sum_+tree[RSON].sum_;
    }
    void UpData(int num,int val,int &new_tree,int now,int left=1,int right=tot)
    {
    	if(num<left||right<num)
    	{
    		new_tree=now;
    		return;
    	}
    	new_tree=++cnt_point;
    	if(left==right)
    	{//和方法一差不多
    		tree[new_tree].sum=tree[now].sum+val;//加上数的个数
    		tree[new_tree].sum_=tree[now].sum_+hanum[num]*val/*数的个数*这个数*/;
    		return;
    	}
    	UpData(num,val,NEW_LSON,LEFT);
    	UpData(num,val,NEW_RSON,RIGHT);
    	PushUp(new_tree);
    }
    long long Query(int k,int now,int left=1,int right=tot)//查询写得比较随便
    {
    	if(k<=0)return 0;//懒得分类讨论
    	if(left==right)//到叶节点了直接计算
    	{
    		return min(k,tree[now].sum)/*取k和当期树中数的个数的小值*/*hanum[left];
    	}
    	if(k>=tree[now].sum)//如果k太大了
    	{
    		return tree[now].sum_;
    	}
    	return Query(k,LEFT)+Query(k-tree[LSON].sum,RIGHT);
    }
    int root[maxN];//记录每个位置的主席树的根节点
    int main()
    {
    	scanf("%d%d",&M,&N);
    	int s,e;
    	REP(i,1,M)
    	{
    		scanf("%d%d%d",&s,&e,&p[i]);
    		sor[i]=p[i];
    		AddEdge(s,p[i],1);//添加边到这个数,和差分相同,l位置+1,r+1位置-1
    		AddEdge(e+1,p[i],-1);
    	}
    	sort(sor+1,sor+1+M);//离散化
    	sor[0]=114154;
    	REP(i,1,M)
    	{
    		if(sor[i]!=sor[i-1])
    		{
    			Hash[sor[i]]=++tot;
    			hanum[tot]=sor[i];
    		}
    	}
    	int check;
    	REP(i,1,N)//建树
    	{
    		if(head[i])//如果这个位置有加入新的数
    		{
    			check=1;//开始是从上一颗树变化,后来是自己修改自己
    			FOR(i)//把数加入这个数
    			{
    				UpData(Hash[VAL],ADD,root[i],root[i-check]);
    				check=0;
    			}
    		}
    		else
    		{
    			root[i]=root[i-1];//没有就和上一个位置相同
    		}
    	}
    	long long pre=1;
    	int x,a,b,c,k;
    	REP(i,1,N)
    	{
    		scanf("%d%d%d%d",&x,&a,&b,&c);
    		k=1+(a*pre+b)%c;//计算k
    		pre=Query(k,root[x]);
    		printf("%lld
    ",pre);
    	}
    	return 0;
    }
    

    比较两种方法

    方法1的做法更显然,很容易得出,但是(Nlog_2^2N)的时间复杂度很容易TLE,方法二更容易写,但是需要用到差分,不一定可以直接想出来,跑起来比方法1快了很多.

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    15软工课后作业02-15100120
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