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  • [BZOJ1604][Usaco2008 Open]Cow Neighborhoods 奶牛的邻居 (Treap+单调队列)

    题面

    了解奶牛们的人都知道,奶牛喜欢成群结队.观察约翰的N(1≤N≤100000)只奶牛,你会发现她们已经结成了几个“群”.每只奶牛在吃草的时候有一个独一无二的位置坐标Xi,Yi(l≤Xi,Yi≤[1..10^9];Xi,Yi∈整数.当满足下列两个条件之一,两只奶牛i和j是属于同一个群的:

    1.两只奶牛的曼哈顿距离不超过C(1≤C≤10^9),即lXi – xil+IYi – Yil≤C.

    2.两只奶牛有共同的邻居.即,存在一只奶牛k,使i与k,j与k均同属一个群.

    ​ 给出奶牛们的位置,请计算草原上有多少个牛群,以及最大的牛群里有多少奶牛

    分析

    观察(|x_i-x_j|+|y_i-y_j| leq C),发现这个式子和x,y都有关,不便维护

    我们将点(x,y)变成(X,Y),其中X=x+y,Y=x-y,那么之后两点间的距离就可以写成(max(|X_i-X_j|,|Y_i-Yj|))

    设两点坐标为((x_1,y_1),(x_2,y_2)),变形之后就变成了((x_1+y_1,x_1-y_1)(x_2+y_2,x_2-y_2)),那么(|X_i-X_j|=|(x_1-x_2)+(y_1-y_2)|,|Y_i-Yj|=|(x_1-x_2)+(y_2-y_1)|)。讨论x,y的大小关系即可证明,这里不再赘述(upd: 实际上就是曼哈顿距离和切比雪夫距离的转化)

    经过上面的转化,我们现在只要保证(max(|X_i-X_j|,|Y_i-Yj|) leq C),即(|X_i-X_j| leq C,|Y_i-Yj| leq C)

    因此我们按X[i]从小到大把点排序,然后维护一个队列,满足(X_{tail}-X_{head} leq C),否则就将head出队。那么Y的条件怎么满足呢。我们维护一棵平衡树存储当前队列里的所有点的Y坐标,然后对于新插入的(Y_{tail}),我们在平衡树里查找它的前驱和后继,判断它们的距离是否<=C,如果是,就将它们的编号合并(用一个并查集)

    最后在并查集里查找即可

    代码

    #include<iostream>
    #include<cstdio>
    #include<cstring>
    #include<algorithm>
    #include<cstdlib>
    #define maxn 100005
    #define INF 0x7fffffff
    using namespace std;
    int n,c;
    struct point{
        int x;
        int y;
        int id;
        point(){
            
        }
        point(int xx,int yy,int i){
            x=xx;
            y=yy;
            id=i;
        }
        friend bool operator < (point p,point q){
            return p.x<q.x;
        }
    };
    point a[maxn],q[maxn*2];
    int head=0,tail=0;
    
    struct value{
        int v;
        int id;
        value(){
            
        }
        value(int y,int i){
            v=y;
            id=i;
        }
        friend bool operator < (value p,value q){
            if(p.v==q.v) return p.id<q.id;
            return p.v<q.v;
        } 
        friend bool operator <= (value p,value q){
            return p==q||p<q;
        } 
        friend bool operator > (value p,value q){
            if(p.v==q.v) return p.id>q.id;
            return p.v>q.v;
        } 
        friend bool operator >= (value p,value q){
            return p>q||p==q;
        } 
        friend bool operator == (value p,value q){
            return p.id==q.id&&p.v==q.v;
        }
    };
    struct treap{
        struct node{
            int ls;
            int rs;
            int cnt;
            int sz;
            value val;
            int dat; 
        }tree[maxn];
        int root;	 
        int ptr;
        int New(value val){
            ptr++;
            tree[ptr].ls=tree[ptr].rs=0;
            tree[ptr].cnt=tree[ptr].sz=1;
            tree[ptr].val=val;
            tree[ptr].dat=rand();
            return ptr;
        }
        void push_up(int x){
            tree[x].sz=tree[tree[x].ls].sz+tree[tree[x].rs].sz+tree[x].cnt;
        }
        void rturn(int &x){
            int y=tree[x].ls;
            tree[x].ls=tree[y].rs;
            tree[y].rs=x;
            x=y;
            push_up(tree[x].rs);
            push_up(x);
        }
        void lturn(int &x){
            int y=tree[x].rs;
            tree[x].rs=tree[y].ls;
            tree[y].ls=x;
            x=y;
            push_up(tree[x].ls);
            push_up(x);
        }
        void insert(int &x,value val){
            if(x==0){
                x=New(val);
                return;
            } 
            if(tree[x].val==val){
                tree[x].cnt++;
                push_up(x);
                return;
            }
            if(val<tree[x].val){
                insert(tree[x].ls,val);
                if(tree[tree[x].ls].dat>tree[x].dat){
                    rturn(x);
                } 
            }else{
                insert(tree[x].rs,val);
                if(tree[tree[x].rs].dat>tree[x].dat){
                    lturn(x);
                } 
            }
            push_up(x);
        }
        value get_pre(int x,value val){
            if(x==0) return value(-INF,0);
            if(tree[x].val>val) return get_pre(tree[x].ls,val);
            else return max(tree[x].val,get_pre(tree[x].rs,val)); 
        }
        value get_nex(int x,value val){
            if(x==0) return value(INF,0);
            if(tree[x].val<val) return get_nex(tree[x].rs,val);
            else return min(tree[x].val,get_nex(tree[x].ls,val)); 
        }
        void del(int &x,value val){
            if(x==0) return;
            if(tree[x].val==val){
                if(tree[x].cnt>1){ 
                    tree[x].cnt--;
                    push_up(x);
                    return;
                }else{
                    if(tree[x].ls||tree[x].rs){
                        if(tree[x].rs==0||tree[tree[x].ls].dat>tree[tree[x].rs].dat){
                            rturn(x);
                            del(tree[x].rs,val);
                        }
                        else{
                            lturn(x); 
                            del(tree[x].ls,val);
                        }
                        push_up(x);
                    }else x=0;
                    return;
                } 
            }
            if(val<tree[x].val) del(tree[x].ls,val);
            else del(tree[x].rs,val);
            push_up(x);
        }
    }T; 
    
    struct DSU{
        int fa[maxn];
        int cnt[maxn];
        void ini(int n){
            for(int i=1;i<=n;i++) fa[i]=i;
        }
        int find(int x){
            if(fa[x]==x) return x;
            else return fa[x]=find(fa[x]);
        }
        void merge(int x,int y){
            int fx=find(x);
            int fy=find(y);
            if(fx==fy) return;
            fa[find(x)]=find(y);
            tot--;
        } 
    }S;
    int main(){
    //	freopen("2.in","r",stdin);
        int x,y;
        scanf("%d %d",&n,&c);
        for(int i=1;i<=n;i++){
            scanf("%d %d",&x,&y);
            a[i].x=x+y;
            a[i].y=x-y;
            a[i].id=i;
        }
        sort(a+1,a+1+n);
        S.ini(n);
        for(int i=1;i<=n;i++){
            while(head<tail&&a[i].x-q[head].x>c){
                T.del(T.root,value(q[head].y,q[head].id));
                head++;
            }
            value pre=T.get_pre(T.root,value(a[i].y,a[i].id));
            value nex=T.get_nex(T.root,value(a[i].y,a[i].id));
            if(pre.v!=-INF&&a[i].y-pre.v<=c) S.merge(a[i].id,pre.id);
            if(nex.v!=INF&&nex.v-a[i].y<=c) S.merge(a[i].id,nex.id);
            q[tail++]=a[i];
            T.insert(T.root,value(a[i].y,a[i].id));
        }
        for(int i=1;i<=n;i++){
            int f=S.find(i);
            S.cnt[f]++;
        }
        int ans=0,tot=0;
        for(int i=1;i<=n;i++){
            ans=max(ans,S.cnt[i]);
        }
        sort(S.fa+1,S.fa+1+n);
        tot=unique(S.fa+1,S.fa+1+n)-S.fa-1;
        printf("%d %d
    ",tot,ans);
    }
    
    
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