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  • 题解 Nasty Donchik 一道数据结构题

    题目大意

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    给定一个长度为(n)的序列(a_1,a_2dots,a_n)。保证(forall i:1leq a_ileq n)。请你求出,序列里有多少三元组((i,j,k)),满足(a[i,j])里的所有数,都在(a[j+1,k])里出现过;且(a[j+1,k])里所有数,都在(a[i,j])里出现过。

    (nleq 2 imes 10^5)

    本题题解

    枚举(k)。对每个(j),维护使三元组((i,j,k))合法的最小的和最大的(i),分别记为( ext{mini}[j], ext{maxi}[j])。那么,当前(k)的三元组数量就是:(sum_{j=1}^{k-1}( ext{maxi}[j]- ext{mini}[j]+1))。考虑分别计算( ext{maxi})的和和( ext{mini})的和。

    记每个位置(t)上的数上一次和下一次出现的位置分别为( ext{pre}[t])( ext{nxt}[t]),特别地,如果前面/后面没有相同的数,则( ext{pre}[t]=0)( ext{nxt}[t]=n+1)。那么,我们发现,三元组((i,j,k))合法的充分必要条件是:(max_{t=i}^{j}( ext{nxt}[t])leq k),且(min_{t=j+1}^{k}( ext{pre}[t])geq i)

    由此可知,( ext{maxi}[j])就是满足(min_{t=j+1}^{k}( ext{pre}[t])geq i)的最大的(i)( ext{mini}[j])就是满足(max_{t=i}^{j}( ext{nxt[}t])leq k)的最小的(i)

    ( ext{maxi})比较好维护,他就等于(min_{t=j+1}^{k}( ext{pre}[j]))。当从(k-1)变到(k)时,我们让所有(jin[1,k-1])( ext{maxi}[j])( ext{pre}[k])(min)即可。

    考虑( ext{mini})。我们称( ext{nxt}[t]>k)的位置为不合法的,其他位置为合法的。那么对于每个(j)( ext{mini}[j])就相当于(j)前面、最靠近(j)的那个不合法的位置(+1)。特别地,如果(j)本身就不合法,我们认为( ext{mini}[j]=j+1)。从(k-1)变到(k),会使得所有( ext{nxt}[t]=k)的位置,从不合法变成合法。相当于把两段( ext{mini})的区间“合并”起来(令后一段区间的值等于前一段区间的值)。而( ext{nxt}[t]=k)的位置最多只有一个:就是( ext{pre}[k])。所以每次对一段区间执行区间覆盖(或者区间取(min))即可(事实上因为( ext{maxi})要支持的是区间取(min),所以都用区间取(min)反而更好写)。

    还有一个要注意的点是,我们要始终保证,( ext{mini}[j]leq ext{maxi}[j]+1),所以对( ext{maxi})(min)的时候,要对( ext{mini})做一样的操作。

    总结来说,需要支持区间对一个数取(min),区间求和,可以用吉老师线段树实现。另外,我们还要对一个位置求它前面、最靠近它的不合法的位置,同时要支持单点修改(把某个位置从不合法变为合法),这个可以用线段上二分实现。

    时间复杂度(O(nlog n))

    参考代码:

    #include <bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    
    #define pb push_back
    #define mk make_pair
    #define lob lower_bound
    #define upb upper_bound
    #define fst first
    #define scd second
    
    typedef unsigned int uint;
    typedef long long ll;
    typedef unsigned long long ull;
    typedef pair<int,int> pii;
    
    namespace Fread{
    	const int MAXN=1<<20;
    	char buf[MAXN],*S,*T;
    	inline char getchar(){
    		if(S==T){
    			T=(S=buf)+fread(buf,1,MAXN,stdin);
    			if(S==T)return EOF;
    		}
    		return *S++;
    	}
    }
    #ifdef ONLINE_JUDGE
    	#define getchar Fread::getchar
    #endif
    inline int read(){
    	int f=1,x=0;char ch=getchar();
    	while(!isdigit(ch)){if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}
    	while(isdigit(ch)){x=x*10+ch-'0';ch=getchar();}
    	return x*f;
    }
    inline ll readll(){
    	ll f=1,x=0;char ch=getchar();
    	while(!isdigit(ch)){if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}
    	while(isdigit(ch)){x=x*10+ch-'0';ch=getchar();}
    	return x*f;
    }
    /*  ------  by:duyi  ------  */ // dysyn1314
    const int MAXN=2e5;
    int n;
    /*
    struct Baoli{
    	int a[MAXN+5],val[MAXN+5],val2[MAXN+5];
    	int get_nxt0(int p){
    		for(int i=p;i<=n+1;++i)if(a[i]==0)return i;
    		throw;
    	}
    	int get_pre0(int p){
    		for(int i=p;i>=0;--i)if(a[i]==0)return i;
    		throw;
    	}
    	void set1(int p){
    		a[p]=1;
    	}
    	void init(){
    		for(int i=1;i<=n;++i)val[i]=val2[i]=i;
    	}
    	void modify_min_mxi(int l,int r,int x){
    		for(int i=l;i<=r;++i)val[i]=min(val[i],x);
    	}
    	void modify_min_mni(int l,int r,int x){
    		for(int i=l;i<=r;++i)val2[i]=min(val2[i],x);
    	}
    	int get_sum_mxi(){
    		int res=0;
    		for(int i=1;i<=n;++i)res+=val[i]*a[i];
    		return res;
    	}
    	int get_sum_mni(){
    		int res=0;
    		for(int i=1;i<=n;++i)res+=val2[i]*a[i];
    		return res;
    	}
    }T;
    */
    class SegmentTree{
    private:
    	int sz[MAXN*4+5],mx[2][MAXN*4+5],se[2][MAXN*4+5],ct[2][MAXN*4+5];
    	ll sum[2][MAXN*4+5];
    	void _pu(int p,int *mx,int *se,int *ct,ll *sum){
    		sum[p]=sum[p<<1]+sum[p<<1|1];
    		if(mx[p<<1]>mx[p<<1|1]){
    			mx[p]=mx[p<<1];
    			se[p]=max(se[p<<1],mx[p<<1|1]);
    			ct[p]=ct[p<<1];
    		}
    		else if(mx[p<<1]<mx[p<<1|1]){
    			mx[p]=mx[p<<1|1];
    			se[p]=max(mx[p<<1],se[p<<1|1]);
    			ct[p]=ct[p<<1|1];
    		}
    		else{
    			mx[p]=mx[p<<1];
    			se[p]=max(se[p<<1],se[p<<1|1]);
    			ct[p]=ct[p<<1]+ct[p<<1|1];
    		}
    	}
    	void push_up(int p){
    		sz[p]=sz[p<<1]+sz[p<<1|1];
    		_pu(p,mx[0],se[0],ct[0],sum[0]);
    		_pu(p,mx[1],se[1],ct[1],sum[1]);
    	}
    	void _pd(int p,int *mx,int *ct,ll *sum){
    		if(mx[p]<mx[p<<1]){
    			sum[p<<1]-=(ll)ct[p<<1]*(mx[p<<1]-mx[p]);
    			mx[p<<1]=mx[p];
    		}
    		if(mx[p]<mx[p<<1|1]){
    			sum[p<<1|1]-=(ll)ct[p<<1|1]*(mx[p<<1|1]-mx[p]);
    			mx[p<<1|1]=mx[p];
    		}
    	}
    	void push_down(int p){
    		_pd(p,mx[0],ct[0],sum[0]);
    		_pd(p,mx[1],ct[1],sum[1]);
    	}
    	void build(int p,int l,int r){
    		if(l==r){
    			mx[0][p]=mx[1][p]=l;
    			se[0][p]=se[1][p]=-1;
    			return;
    		}
    		int mid=(l+r)>>1;
    		build(p<<1,l,mid);
    		build(p<<1|1,mid+1,r);
    		push_up(p);
    	}
    	void modify1(int p,int l,int r,int pos){
    		if(l==r){
    			sz[p]=1;
    			ct[0][p]=ct[1][p]=1;
    			sum[0][p]=mx[0][p];
    			sum[1][p]=mx[1][p];
    			return;
    		}
    		push_down(p);
    		int mid=(l+r)>>1;
    		if(pos<=mid)modify1(p<<1,l,mid,pos);
    		else modify1(p<<1|1,mid+1,r,pos);
    		push_up(p);
    	}
    	int __first0(int p,int l,int r){
    		if(l==r){assert(sz[p]==0);return l;}
    		push_down(p);
    		int mid=(l+r)>>1;
    		if(sz[p<<1]<mid-l+1)return __first0(p<<1,l,mid);
    		else return __first0(p<<1|1,mid+1,r);
    	}
    	int _nxt0(int p,int l,int r,int ql,int qr){
    		if(ql<=l && qr>=r){
    			if(sz[p]==r-l+1)return n+1;
    			else return __first0(p,l,r);
    		}
    		push_down(p);
    		int mid=(l+r)>>1,res=n+1;
    		if(ql<=mid&&sz[p<<1]<mid-l+1)res=_nxt0(p<<1,l,mid,ql,qr);
    		if(res!=n+1)return res;
    		if(qr>mid&&sz[p<<1|1]<r-mid)return _nxt0(p<<1|1,mid+1,r,ql,qr);
    		else return n+1;
    	}
    	int __last0(int p,int l,int r){
    		if(l==r){assert(sz[p]==0);return l;}
    		push_down(p);
    		int mid=(l+r)>>1;
    		if(sz[p<<1|1]<r-mid)return __last0(p<<1|1,mid+1,r);
    		else return __last0(p<<1,l,mid);
    	}
    	int _pre0(int p,int l,int r,int ql,int qr){
    		if(ql<=l && qr>=r){
    			if(sz[p]==r-l+1)return 0;
    			else return __last0(p,l,r);
    		}
    		push_down(p);
    		int mid=(l+r)>>1,res=0;
    		if(qr>mid&&sz[p<<1|1]<r-mid)res=_pre0(p<<1|1,mid+1,r,ql,qr);
    		if(res)return res;
    		if(ql<=mid&&sz[p<<1]<mid-l+1)return _pre0(p<<1,l,mid,ql,qr);
    		else return 0;
    	}
    	void modify2(int p,int l,int r,int ql,int qr,int x,int t){
    		//区间对x取min
    		if(x>=mx[t][p])return;
    		if(ql<=l && qr>=r && se[t][p]<x){
    			sum[t][p]-=(ll)ct[t][p]*(mx[t][p]-x);
    			mx[t][p]=x;
    			return;
    		}
    		push_down(p);
    		int mid=(l+r)>>1;
    		if(ql<=mid)modify2(p<<1,l,mid,ql,qr,x,t);
    		if(qr>mid)modify2(p<<1|1,mid+1,r,ql,qr,x,t);
    		push_up(p);
    	}
    public:
    	//mxi tree0
    	//mni tree1
    	void set1(int p){modify1(1,1,n,p);}
    	int get_nxt0(int p){
    		if(p>n)return n+1;
    		if(p<1)return 0;
    		return _nxt0(1,1,n,p,n);
    	}
    	int get_pre0(int p){
    		if(p>n)return n+1;
    		if(p<1)return 0;
    		return _pre0(1,1,n,1,p);
    	}
    	void modify_min_mxi(int l,int r,int x){
    		if(l>r)return;
    		modify2(1,1,n,l,r,x,0);
    	}
    	void modify_min_mni(int l,int r,int x){
    		if(l>r)return;
    		modify2(1,1,n,l,r,x,1);
    	}
    	ll get_sum_mxi(){return sum[0][1];}
    	ll get_sum_mni(){return sum[1][1];}
    	void init(){build(1,1,n);}
    }T;
    int a[MAXN+5],nxt[MAXN+5],pre[MAXN+5],pos[MAXN+5];
    int main(){
    	n=read();
    	for(int i=1;i<=n;++i){a[i]=read();pre[i]=pos[a[i]];pos[a[i]]=i;}
    	for(int i=1;i<=n;++i)pos[i]=n+1;
    	for(int i=n;i>=1;--i){nxt[i]=pos[a[i]];pos[a[i]]=i;}
    	T.init();
    	ll ans=0;
    	for(int k=1;k<=n;++k){
    		if(pre[k]){
    			int x=T.get_nxt0(pre[k]+1)-1;
    			//cout<<"* "<<x<<" "<<T.get_pre0(pre[k]-1)<<endl;
    			T.modify_min_mni(pre[k],x,T.get_pre0(pre[k]-1));
    			T.set1(pre[k]);
    		}
    		T.modify_min_mxi(1,k-1,pre[k]);
    		T.modify_min_mni(1,k-1,pre[k]);
    		ans+=T.get_sum_mxi()-T.get_sum_mni();
    	}
    	cout<<ans<<endl;
    	return 0;
    }
    
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