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  • 可持久化数据结构学习笔记

    /*
    可持久化的迹象,我们俯身欣赏!
                      ——《膜你抄》
    */   

    引子

    我们在生活中可能会遇到这样的问题,要是某一变化是基于某一个历史版本而来的变化。

    这样处理的过程就比较困难。(然而对于暴力这个一点都不困难)

    有什么是暴力算法解决不了的呢?

    又有什么暴力算法是优化不了的呢?

    我们分析暴力算法的复杂度(裸暴力我们就不说了)

    考虑有点技术含量的暴力:我开M个数据结构维护每一时刻的版本然后在那一时刻的版本上做操作。

    Hmm...复杂度是对了,但是空间呢?大概联赛给你开放整一个内存吧。(可能还不够。。。)

    我们分析这样的劣势:就是把以前一样的东西重复记录的M次

    要是我们只改变有修改部分的结构就好了!!!

    于是就有了可持久化数据结构:我们只记录原来数据结构中发生改变的副本,其他的留在原数据结构中。

    从Trie树开始的可持久化之旅

    这个首先得搞懂思想(请确保读懂上面相关知识)

    在可持久化Trie树中插入一个元素的步骤一般如下:

    1. 设当前可持久化Trie树的根为lstrt(lastroot),插入元素以后的根为nowrt(nowroot)
    2. 建立一个新的节点(根)NowRoot
    3. 把nowrt下所有元素的指针所指信息置为lstrt中的所有指针信息(就是吧trie[nowrt][s]=trie[lstrt][s],s为字符所有可能,但是要除去当前字符信息)
    4. 对于当前字符信息重新维护,并新建节点new,trie[nowrt][now_char]=new(当前字符信息重新指)
    5. 令lstrt=trie[lstrt][now_char],nowrt=trie[nowrt][new_char] (重新准备迭代)
    6. 重复3-5至所有的new_char处理完毕。

    这里是对于四个字符串依次插入可持久化Trie树的图,结合上述思想理解一下:

    这四个字符串依次是:“abc","abd","abcd","bcd”.

    这里是一个例题:P4735 最大异或和

    Solution:显然需要考虑前缀xor和,记为s[i]

    对于询问操作 l,r , x 就是询问一个位子p∈[l-1,r-1]使s[p] xor (x xor s[n])

    如果只考虑右端点限制,那么就是直接从root[r-1] 访问进去贪心选取就行,

    我们再次考虑左端点的限制,那么我们记lastest[x]表示指针所指元素位子为x时,最后面元素插入时经过这个点的最大的序号。

    (如果没有元素经过这个点置为最小值-1:我们坚决不访问他)

    然后询问时候考虑左端点限制是在处理下一个点去哪的位置是last值必须大于等于l-1才被认为有效点,

    然后剩下的贪心(走和当前位相反或者走有元素那边)就行。

    Hint:本题卡常#3和#6点建议打上O2优化、快读、还有别打那么多头文件...

    # pragma G++ optimize(2)
    # include <cstdio>
    using namespace std;
    const int N=600010;
    int n,m,tot;
    int trie[N*24][2],lastest[N*24],root[N],s[N];
    inline int max(int x,int y){return (x>y)?x:y;}
    inline int read() {
        static char c= getchar();
        int a= 0;
        while(c < '0' || c > '9') c= getchar();
        while(c >= '0' && c <= '9') a= a * 10 + c - '0', c= getchar();
        return a;
    }
    void insert(int i,int dep,int lstrt,int nowrt)
    {
        if (dep<0) { lastest[nowrt]=i; return;}
        int c=(s[i]>>dep) & 1;
        if (lstrt!=0) trie[nowrt][c^1]=trie[lstrt][c^1];
        trie[nowrt][c]=++tot;
        insert(i,dep-1,trie[lstrt][c],trie[nowrt][c]);
        lastest[nowrt]=max(lastest[trie[nowrt][0]],lastest[trie[nowrt][1]]);
    }
    int ask(int nowrt,int val,int dep,int mark)
    {
        if (dep<0) return s[lastest[nowrt]]^val;
        int c=(val>>dep) & 1;
        if (lastest[trie[nowrt][c^1]]>=mark)
            return ask(trie[nowrt][c^1],val,dep-1,mark);
        else
            return ask(trie[nowrt][c],val,dep-1,mark);
    }
    inline void write(int x)
    {
        if (x>9) write(x/10);
        putchar('0'+x%10);
    }
    int main()
    {
        n=read();m=read();
         int t;
         lastest[0]=-1; root[0]=++tot;
        insert(0,23,0,root[0]);
        for (int i=1;i<=n;i++) {
            t=read(); s[i]=s[i-1]^t;
            root[i]=++tot;
            insert(i,23,root[i-1],root[i]);
        }
        char op[3];
        for (int i=1;i<=m;i++) {
            scanf("%s",op);
            if (op[0]=='A') {
                int x=read();
                root[++n]=++tot;
                s[n]=s[n-1]^x;
                insert(n,23,root[n-1],root[n]);
            } else {
                int l=read(),r=read(),x=read();
                write(ask(root[r-1],x^s[n],23,l-1));
                putchar('
    ');
            }
        }
        return 0;
    }
    可持久化Trie树

    提高:可持久化 SegmentTree

    例题A: 【模板】可持久化数组(可持久化线段树/平衡树)

    这个题目其实就是可持久化思想的运用,我这里写了一个维护区间的max(什么都不维护感觉慎得慌)

    我把它改了一下不影响题意!!!

    /*
    对于操作1:输入v,1,pos,val 在历史版本v中把pos位置的数改为val作为当前版本
    对于操作2:输入v,2,l,在历史版本v中输出第l位置和第l位置之间的所有数的最大值,并把版本v作为当前版本
    */

    考虑怎么建立一棵可持久化SegmentTree,还是保留上面可持久化的思想,只维护有更改的那些线段。

    其他的不做更改(直接链到对应节点就行)。

    如图:

    其实这个思想和前面的思想很像,但是此处和常规的线段树不同,他没有树形结构!!所以要数组模拟链表。

    我们在每一个线段树的节点记录lc和rc作为左儿子节点编号和右儿子节点的编号,按照开节点的顺序编号就行。

    为了节省空间,儿子的编号作为递归参数传递!

    //建树
    int build(int l,int r)
    {
        int p=++tot;
        if (l==r) { tree[p].val=a[l]; return p;}
        int mid=(l+r)>>1;
        tree[p].lc=build(l,mid);
        tree[p].rc=build(mid+1,r);
        tree[p].val=max(tree[tree[p].lc].val,tree[tree[p].rc].val);
        return p;
    }

    建树的过程也不用赘述了吧。

    然后是更改insert(now,l,r,x,val)操作表示当前在编号为now节点,当前区间为[l,r],然后吧x位置的值单点修改为val(即a[x]=val)

    //更改
    int insert(int now,int l,int r,int x,int val)
    {
        int p=++tot;
        tree[p]=tree[now];
        if (l==r) { tree[p].val=val; return p;}
        int mid=(l+r)>>1;
        if (x<=mid) tree[p].lc=insert(tree[now].lc,l,mid,x,val);
        else        tree[p].rc=insert(tree[now].rc,mid+1,r,x,val);
        tree[p].val=max(tree[tree[p].lc].val,tree[tree[p].rc].val);
        return p;
    }

    注意到有个地方容易码错就是在递归insert的时候是从tree[now]出发而不是tree[p](否则不是自己到自己了吗)

    但是不知道怎么过的三个点orz

    接下来是query函数(这个和普通线段树大同小异)

    //询问
    int query(int now,int l,int r,int opl,int opr)
    {
        if (opl<=l&&r<=opr) return tree[now].val;
        int mid=(l+r)>>1;
        int val=-inf;
        if (opl<=mid) val=max(val,query(tree[now].lc,l,mid,opl,opr));
        if (opr>mid)  val=max(val,query(tree[now].rc,mid+1,r,opl,opr));
        return val;
    }

    鼓掌~~(就这么码完了)

    (注意下:main函数调用子函数,and 版本编号初始为0,后面第i个询问都有基于前的新版本)

    // luogu-judger-enable-o2
    # include <cstdio>
    # define inf (0x7f7f7f7f)
    # define int long long
    using namespace std;
    const int N=1e6+10;
    int n,m,tot;
    int root[N*20],a[N];
    struct Sem_Tree{
        int lc,rc,val;
    }tree[N*20];
    int max(int x,int y){return (x>y)?x:y;}
    inline int read()
    {
        int X=0,w=0; char c=0;
        while(c<'0'||c>'9') {w|=c=='-';c=getchar();}
        while(c>='0'&&c<='9') X=(X<<3)+(X<<1)+(c^48),c=getchar();
        return w?-X:X;
    }
    void write(int x)
    {
        if (x<0) putchar('-'),x=-x;
        if (x>9) write(x/10);
        putchar('0'+x%10);
    }
    int build(int l,int r)
    {
        int p=++tot;
        if (l==r) { tree[p].val=a[l]; return p;}
        int mid=(l+r)>>1;
        tree[p].lc=build(l,mid);
        tree[p].rc=build(mid+1,r);
        tree[p].val=max(tree[tree[p].lc].val,tree[tree[p].rc].val);
        return p;
    }
    int insert(int now,int l,int r,int x,int val)
    {
        int p=++tot;
        tree[p]=tree[now];
        if (l==r) { tree[p].val=val; return p;}
        int mid=(l+r)>>1;
        if (x<=mid) tree[p].lc=insert(tree[now].lc,l,mid,x,val);
        else         tree[p].rc=insert(tree[now].rc,mid+1,r,x,val);
        tree[p].val=max(tree[tree[p].lc].val,tree[tree[p].rc].val);
        return p;
    }
    int query(int now,int l,int r,int opl,int opr)
    {
        if (opl<=l&&r<=opr) return tree[now].val;
        int mid=(l+r)>>1;
        int val=-inf;
        if (opl<=mid) val=max(val,query(tree[now].lc,l,mid,opl,opr));
        if (opr>mid)  val=max(val,query(tree[now].rc,mid+1,r,opl,opr));
        return val;
    }
    signed main()
    {
        n=read();m=read();
        for (int i=1;i<=n;i++) a[i]=read();
        root[0]=build(1,n);
        for (int i=1;i<=m;i++){
            int id=read(),op=read();
            if (op==1) {
                int pos=read(),v=read();
                root[i]=insert(root[id],1,n,pos,v);
            } else {
                int pos=read();
                int ans=query(root[id],1,n,pos,pos);
                root[i]=root[id];
                write(ans);putchar('
    ');
            }
        }
        return 0;
    }
    例题A:可持久化线段树(区间max)

    虽然上面的可持久化Segment确实可以解决这个问题但是,杀鸡焉用牛刀?

    这里是一个裸的可持久化数组的写法(以后会衍生出类似于可持久化并查集等数据结构!)

    # include <bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    const int N=1e6+10;
    struct rec{
        int lc,rc,val;
    }tree[N*20];
    int n,m,root[N],tot;
    inline int read()
    {
        int X=0,w=0; char c=0;
        while(c<'0'||c>'9') {w|=c=='-';c=getchar();}
        while(c>='0'&&c<='9') X=(X<<3)+(X<<1)+(c^48),c=getchar();
        return w?-X:X;
    }
    void build(int &rt,int l,int r)
    {
        rt=++tot;
        if (l==r) { tree[rt].val=read(); return;}
        int mid=(l+r)>>1;
        build(tree[rt].lc,l,mid);
        build(tree[rt].rc,mid+1,r);
    }
    int query(int rt,int l,int r,int pos)
    {
        if (l==r) return tree[rt].val;
        int mid=(l+r)>>1;
        if (pos<=mid) return query(tree[rt].lc,l,mid,pos);
        else return query(tree[rt].rc,mid+1,r,pos);
    }
    void update(int last,int &rt,int l,int r,int pos,int opx)
    {
        rt=++tot; tree[rt]=tree[last];
        if (l==r) { tree[rt].val=opx; return;}
        int mid=(l+r)>>1;
        if (pos<=mid) update(tree[last].lc,tree[rt].lc,l,mid,pos,opx);
        else update(tree[last].rc,tree[rt].rc,mid+1,r,pos,opx);
    }
    int main()
    {
        n=read();m=read();
        build(root[0],1,n);
        for (int i=1;i<=m;i++) {
            int id=read(),op=read(),loc=read();
            if (op==1) {
                int val=read();
                update(root[id],root[i],1,n,loc,val);
            } else
            {
                int ans=query(root[id],1,n,loc);
                root[i]=root[id];
                printf("%d
    ",ans);
            }
        }
        return 0;
    }
    例题A:可持久化数组(基于可持久化线段树)

    后面还有第二个稍微难一点的例题(静态区间第K小数)

    例题B:  P3834 【模板】可持久化线段树 1(主席树)

    不考虑l和r的限制,用线段树维护[L,R]有多少数已经被插入了,

    那么我们就可以用线段树对值域的二分代替两个二分答案了。

    首先吧原数组离散化,并记录离散化以后数u对应原来的哪一个整数(C++ STL)

    对于离散化以后的值域[1,T]建立一棵可持久化线段树(主席树),

    对于每一个原来的数a[i],把它离散化后的值d[i]加入主席树,这样我们就可以用主席树维护出前i个数有多少数(离散化后)落在值域[L,R]上了。

    这对于我们后面的处理是有帮助的!

    考虑我们建树的格式是一样的,若考虑opl,opr的限制,在每一个节点上若是在区间opl,opr上的数的个数那么就是这个节点中以opl-1为根的线段树该节点的个数减去以opr为根的线段树该节点的个数,这个东西就是[opl,opr]中在值域[L,R](该节点值域)中塞入元素的个数。

    大概就做完了,先给出query函数

    //p是后面那个节点(从root[opr]开始),q是前面那个节点(从root[opl-1])开始
    //当前点的值域是[l,r],求区间k小数
    int query(int p,int q,int l,int r,int k)
    {
        if (l==r) return l;
        int mid=(l+r)>>1;
        int ret=tree[tree[p].lc].val-tree[tree[q].lc].val;
        if (k<=ret) return query(tree[p].lc,tree[q].lc,l,mid,k);
        else         return query(tree[p].rc,tree[q].rc,mid+1,r,k-ret);
    }

    整个代码:Code:

    要注意p,q哪个是前面的!!!

    // luogu-judger-enable-o2
    # include <bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    const int N=2e5+10;
    map<int,int>H;
    int n,m,tot;
    int a[N],b[N],root[N];
    struct Segment_Tree{
        int lc,rc,val;
    }tree[N*20];
    vector<int>tmp;
    inline int read()
    {
        int X=0,w=0; char c=0;
        while(c<'0'||c>'9') {w|=c=='-';c=getchar();}
        while(c>='0'&&c<='9') X=(X<<3)+(X<<1)+(c^48),c=getchar();
        return w?-X:X;
    }
    inline void write(int x)
    {
        if (x<0) { x=-x; putchar('-');}
        if (x>9) write(x/10);
        putchar('0'+x%10);
    }
    void lisanhua(int *d,int len)
    {
        tmp.clear();
        for (int i=1;i<=len;i++) tmp.push_back(d[i]);
        sort(tmp.begin(),tmp.end());
        vector<int>::iterator it=unique(tmp.begin(),tmp.end());
        for (int i=1;i<=len;i++)
         d[i]=lower_bound(tmp.begin(),it,d[i])-tmp.begin()+1;
    }
    int build(int l,int r)
    {
        int p=++tot;
        if (l==r) { tree[p].val=0; return p;}
        int mid=(l+r)>>1;
        tree[p].lc=build(l,mid);
        tree[p].rc=build(mid+1,r);
        tree[p].val=tree[tree[p].lc].val+tree[tree[p].rc].val;
        return p;
    }
    int insert(int now,int l,int r,int x)
    {
        int p=++tot;
        tree[p]=tree[now];
        if (l==r) { tree[p].val++; return p;}
        int mid=(l+r)>>1;
        if (x<=mid) tree[p].lc=insert(tree[now].lc,l,mid,x);
        else         tree[p].rc=insert(tree[now].rc,mid+1,r,x);
        tree[p].val=tree[tree[p].lc].val+tree[tree[p].rc].val;
        return p;
    }
    int query(int p,int q,int l,int r,int k)
    {
        if (l==r) return l;
        int mid=(l+r)>>1;
        int ret=tree[tree[p].lc].val-tree[tree[q].lc].val;
        if (k<=ret) return query(tree[p].lc,tree[q].lc,l,mid,k);
        else         return query(tree[p].rc,tree[q].rc,mid+1,r,k-ret);
    }
    int main()
    {
        n=read();m=read();
        int T=0,l,r,k;
        for (int i=1;i<=n;i++) b[i]=a[i]=read();
        lisanhua(b,n);
        for (int i=1;i<=n;i++) H[b[i]]=a[i],T=max(T,b[i]);
        for (int i=1;i<=n;i++) root[i]=insert(root[i-1],1,T,b[i]);
        for (int i=1;i<=m;i++) {
            l=read();r=read();k=read();
            int ans=query(root[r],root[l-1],1,T,k);
            write(H[ans]); putchar('
    ');
        }
        return 0;
    }
    线上值域主席树.cpp

    例题C: P2633 Count on a tree 【建议到bzoj2588评测

    先离散化点权,然后在每个点在值域[1,T]上建立可持久化线段树。

    那么一个节点的线段树表示,从根1到该节点这条路径上在值域上塞入了多少个数!

    树上主席树,对于每一个点从他的父亲基础上增加当前的点的权。

    然后考虑静态在线询问,一条路径u到v,第k大权,

    那么由树上差分知,(u,v)的信息=(1,u)信息+(1,v)信息-(1,lca)信息-(1,lca的父亲)信息

    画个图你就明白了:

    代码:Code:

    # include <cstdio>
    # include <vector>
    # include <algorithm>
    # include <map>
    using namespace std;
    const int N=1e5+10;
    struct Segment_Tree{ int ls,rs,cnt; }t[N*20];
    struct rec{ int pre,to; }a[N<<1];
    int root[N*20],g[N][30],head[N],dep[N],val[N],b[N];
    int n,m,tot,Edge,T;
    map<int,int>H;
    inline int read()
    {
        int X=0,w=0; char c=0;
        while(c<'0'||c>'9') {w|=c=='-';c=getchar();}
        while(c>='0'&&c<='9') X=(X<<3)+(X<<1)+(c^48),c=getchar();
        return w?-X:X;
    }
    inline void write(int x)
    {
        if (x<0) x=-x,putchar('-');
        if (x>9) write(x/10);
        putchar('0'+x%10);
    }
    void adde(int u,int v)
    {
        a[++Edge].pre=head[u];
        a[Edge].to=v;
        head[u]=Edge;
    }
    vector<int>tmp;
    void lsh(int *d,int len)
    {
        tmp.clear();
        for (int i=1;i<=len;i++) tmp.push_back(d[i]);
        sort(tmp.begin(),tmp.end());
        vector<int>::iterator it=unique(tmp.begin(),tmp.end());
        for (int i=1;i<=len;i++)
         d[i]=lower_bound(tmp.begin(),it,d[i])-tmp.begin()+1;
    }
    #define lson t[rt].ls,l,Mid
    #define rson t[rt].rs,Mid+1,r
    #define Mid ((l+r)>>1)
    void insert(int last,int &rt,int l,int r,int val)
    {
        rt=++tot; t[rt]=t[last];
        if (l==r) {t[rt].cnt++;return;}
        if (val<=Mid) insert(t[last].ls,lson,val);
        else insert(t[last].rs,rson,val);
        t[rt].cnt=t[t[rt].ls].cnt+t[t[rt].rs].cnt;
    }
    int query(int ru,int rv,int rlca,int rfa,int l,int r,int k)
    {
        if (l==r) return l;
        int ret=t[t[ru].ls].cnt+t[t[rv].ls].cnt-t[t[rlca].ls].cnt-t[t[rfa].ls].cnt;
        if (k<=ret) return query(t[ru].ls,t[rv].ls,t[rlca].ls,t[rfa].ls,l,Mid,k);
        else         return query(t[ru].rs,t[rv].rs,t[rlca].rs,t[rfa].rs,Mid+1,r,k-ret);
    }
    #undef lson
    #undef rson
    #undef Mid
    void dfs(int u,int fath)
    {
        g[u][0]=fath; dep[u]=dep[fath]+1;
        insert(root[fath],root[u],1,T,val[u]);
        for (int i=head[u];i;i=a[i].pre) {
            int v=a[i].to; if (v==fath) continue;
            dfs(v,u);
        }
    }
    int LCA(int u,int v)
    {
        if (dep[u]<dep[v]) swap(u,v);
        for (int i=21;i>=0;i--)
         if (dep[g[u][i]]>=dep[v]) u=g[u][i];
        if (u==v) return u;
        for (int i=21;i>=0;i--)
         if (g[u][i]!=g[v][i]) u=g[u][i],v=g[v][i];
        return g[u][0];
    }
    int main()
    {
        //freopen("1.out","w",stdout);
        n=read();m=read(); T=0;
        for (int i=1;i<=n;i++) b[i]=val[i]=read();
        lsh(b,n);
        for (int i=1;i<=n;i++) H[b[i]]=val[i],T=max(val[i]=b[i],T);
        int u,v,r,ans=0;
        for (int i=1;i<n;i++) {
            u=read();  v=read();
            adde(u,v); adde(v,u);
        }
        dfs(1,0);
        for (int i=1;i<=21;i++)
         for (int j=1;j<=n;j++)
          g[j][i]=g[g[j][i-1]][i-1];
        while (m--) {
            u=read()^ans;v=read();r=read();
            int lca=LCA(u,v);
            ans=query(root[u],root[v],root[lca],root[g[lca][0]],1,T,r);
            ans=H[ans];
            write(ans); putchar('
    ');
        }
        return 0;
    }
    例题C:count on a tree

    例题D:P4602 [CTSC2018]混合果汁

    其实在算法竞赛(高端的那种)可做的题目只有数据结构题了。。。

    我们考虑新鲜出炉的CTSC2018中一道混合果汁,一个显然的二分的算法呼之欲出。

    但是一看它m个询问,立马否掉了,因为复杂度是O(mn log2 n)

    但是思想比较重要,我们二分一个美味度D,然后吧所有美味度大于等于D的按照价格排序单减排序,

    依次往后取到第k个,使前面的li之和大于等于L,又使前面的li*pi小于等于G,

    这就意味这前面的这部分(1到k-1)是全取li升的,对于m个询问这种算法是TLE的。

    定睛一看p的范围这么小(1e5?)其实大点没事的离散化(只不过麻烦那么一点点...)

    然后就可持久化线段树维护一下p,具体的方法如下:

    先把读进来的果汁种类按照d递减排序(意味着前面可以取,也可以不取)

    这是由于insert是在前面的基础上操作(你访问的时候只能访问前面的,后面不行)。所以只能d递减排序。

    然后对于所有在线询问,二分一个答案D,check的时候,看花掉这么多前最多可以得到几升和读入的体积比较。

    具体的作法就是在query的时候能扔的扔掉类二分下去。

    Code:(特别注意最后可能会取完也可能由于代价的限制取不完)

    # include <cstdio>
    # include <algorithm>
    # define int long long
    using namespace std;
    const int N=1e5+10;
    struct Seqment_Tree{
        int sum,siz,ls,rs;
    }t[N*20];
    struct rec{
        int d,p,l;
    }a[N];
    int n,m,tot;
    int root[N*20];
    inline int read()
    {
        int X=0,w=0; char c=0;
        while(c<'0'||c>'9') {w|=c=='-';c=getchar();}
        while(c>='0'&&c<='9') X=(X<<3)+(X<<1)+(c^48),c=getchar();
        return w?-X:X;
    }
    inline void write(int x)
    {
        if (x>9) write(x/10);
        putchar('0'+x%10);
    }
    bool cmp(rec a,rec b){return a.d>b.d;}
    void insert(int pre,int &rt,int l,int r,int x,int v)
    {
        rt=++tot; t[rt]=t[pre];
        t[rt].sum+=x*v;
        t[rt].siz+=v;
        if (l==r) return;
        int mid=(l+r)/2;
        if (x<=mid) insert(t[pre].ls,t[rt].ls,l,mid,x,v);
        else insert(t[pre].rs,t[rt].rs,mid+1,r,x,v);
    }
    int query(int rt,int l,int r,int x)
    {
        if (!rt) return 0;
        if (l==r) return min(x/l,t[rt].siz);
        int mid=(l+r)/2;
        if (t[t[rt].ls].sum>x) return query(t[rt].ls,l,mid,x);
        else return query(t[rt].rs,mid+1,r,x-t[t[rt].ls].sum)+t[t[rt].ls].siz;
    }
    signed main()
    {
        n=read();m=read();
        int T=0;
        for (int i=1;i<=n;i++)
        a[i].d=read(),T=max(T,a[i].p=read()),a[i].l=read();
        sort(a+1,a+1+n,cmp);
        for (int i=1;i<=n;i++)
            insert(root[i-1],root[i],1,T,a[i].p,a[i].l);
         int g,w;
        while (m--) {
           g=read();w=read();
            int l=1,r=n,ans=0;
            while (l<=r) {
                int mid=(l+r)/2;
                if (query(root[mid],1,T,g)>=w) ans=mid,r=mid-1;
                else l=mid+1;
            }
            if (!ans) puts("-1");
            else write(a[ans].d),putchar('
    ');
        }
        return 0;
    }
    例题D:混合果汁代码

    进阶:可持久化并查集

    P3402 【模板】可持久化并查集

    普通的并查集就不提了,可持久化并查集就是用个可持久化数组(线段树??)来维护这个并查集。

    当然我们要考虑优化路径的方案(Hmm...就是保持这颗二叉树尽可能平均深度是log2n)

    然而不能使用路径压缩。。那是因为一些非法出题人会卡爆long long,所以还是按秩合并比较稳妥。

    即在合并两颗子树(根为u和v)把深度小的合到深度大的上面,并改变深度.

    不妨一个个看下来这些函数。

    首先两个函数分别是建可持久化数组、和可持久化数组pos位+1(方便后面按秩合并),这些是常规操作。

    //建树
    void build(int &rt,int l,int r)
    {
        rt=++tot;
        if (l==r) { tree[rt].val=l; return;}
        int mid=(l+r)>>1;
        build(tree[rt].lc,l,mid);
        build(tree[rt].rc,mid+1,r);
    }
    //pos位+1
    void update(int rt,int l,int r,int pos)
    {
        if (l==r){ tree[rt].dep++; return ;}
        int mid=(l+r)>>1;
        if (pos<=mid) update(tree[rt].lc,l,mid,pos);
        else update(tree[rt].rc,mid+1,r,pos);
    }

    接下来一个就是求pos号元素是谁(访问,这个应该是基本操作),这个也比较简单:

    //返回pos号元素的根
    int query(int rt,int l,int r,int pos)
    {
        if (l==r) return rt;
        int mid=(l+r)>>1;
        if (pos<=mid) return query(tree[rt].lc,l,mid,pos);
        else return query(tree[rt].rc,mid+1,r,pos);
    }

    然后接下来这个就是暴力找一个节点的祖先:

    //找pos号元素对应的祖先
    int find(int rt,int pos)
    {
        int now=query(rt,1,n,pos);
        if (tree[now].val==pos) return now;
        return find(rt,tree[now].val);
    }

    再来一个merge函数表示把pos这个位值连接到to这个子树上:

    这主要是利用可持久话操作(之前last和now并进)

    最后把节点直接父亲指向to的直接父亲,深度置为一样:

    void merge(int last,int &rt,int l,int r,int pos,int to)
    {
        rt=++tot; tree[rt]=tree[last];
        if (l==r) {
            tree[rt].val=to;
            tree[rt].dep=tree[last].dep;
            return;
        }
        int mid=(l+r)>>1;
        if (pos<=mid) merge(tree[last].lc,tree[rt].lc,l,mid,pos,to);
        else merge(tree[last].rc,tree[rt].rc,mid+1,r,pos,to);
    }

    后面并查集的操作就和普通并查集一样就行!!!

    void work_merge(int i,int x,int y)//在i-1的基础上合并x,y节点
    {
        root[i]=root[i-1];
        int fx=find(root[i],x);
        int fy=find(root[i],y);
        if (tree[fx].val!=tree[fy].val) {
            if (tree[fx].dep>tree[fy].dep)  swap(fx,fy);
            merge(root[i-1],root[i],1,n,tree[fx].val,tree[fy].val);
         //深度小的fx连到深度大的fy去减小复杂度!!!
            if (tree[fx].dep==tree[fy].dep) update(root[i],1,n,tree[fy].val);
            //注意:是fx的深度小于fy的深度,所以要把fy的深度+1
        }
    }
    bool work_find(int i,int x,int y) //找第i个版本x和y是不是在一个集合中
    {
        root[i]=root[i-1];
        int fx=find(root[i],x);
        int fy=find(root[i],y);
        return tree[fx].val==tree[fy].val;
    }
    void work_goback(int i,int id) //恢复到第id版本
    {
        root[i]=root[id];
    }

    整个代码Code:

    // luogu-judger-enable-o2
    # include <bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    const int N=2e5+10;
    struct Tree{
        int val,lc,rc,dep;
    }tree[N*20];
    int n,m,tot;
    int root[N*20];
    inline int read()
    {
        int X=0,w=0; char c=0;
        while(c<'0'||c>'9') {w|=c=='-';c=getchar();}
        while(c>='0'&&c<='9') X=(X<<3)+(X<<1)+(c^48),c=getchar();
        return w?-X:X;
    }
    void build(int &rt,int l,int r)
    {
        rt=++tot;
        if (l==r) { tree[rt].val=l; return;}
        int mid=(l+r)>>1;
        build(tree[rt].lc,l,mid);
        build(tree[rt].rc,mid+1,r);
    }
    void update(int rt,int l,int r,int pos)
    {
        if (l==r){ tree[rt].dep++; return ;}
        int mid=(l+r)>>1;
        if (pos<=mid) update(tree[rt].lc,l,mid,pos);
        else update(tree[rt].rc,mid+1,r,pos);
    }
    void merge(int last,int &rt,int l,int r,int pos,int to)
    {
        rt=++tot; tree[rt]=tree[last];
        if (l==r) {
            tree[rt].val=to;
            tree[rt].dep=tree[last].dep;
            return;
        }
        int mid=(l+r)>>1;
        if (pos<=mid) merge(tree[last].lc,tree[rt].lc,l,mid,pos,to);
        else merge(tree[last].rc,tree[rt].rc,mid+1,r,pos,to);
    }
    int query(int rt,int l,int r,int pos)
    {
        if (l==r) return rt;
        int mid=(l+r)>>1;
        if (pos<=mid) return query(tree[rt].lc,l,mid,pos);
        else return query(tree[rt].rc,mid+1,r,pos);
    }
    int find(int rt,int pos)
    {
        int now=query(rt,1,n,pos);
        if (tree[now].val==pos) return now;
        return find(rt,tree[now].val);
    }
    void work_merge(int i,int x,int y)
    {
        root[i]=root[i-1];
        int fx=find(root[i],x);
        int fy=find(root[i],y);
        if (tree[fx].val!=tree[fy].val) {
            if (tree[fx].dep>tree[fy].dep)
             swap(fx,fy);
            merge(root[i-1],root[i],1,n,tree[fx].val,tree[fy].val);
            if (tree[fx].dep==tree[fy].dep) update(root[i],1,n,tree[fy].val);
        }
    }
    bool work_find(int i,int x,int y)
    {
        root[i]=root[i-1];
        int fx=find(root[i],x);
        int fy=find(root[i],y);
        return tree[fx].val==tree[fy].val;
    }
    void work_goback(int i,int id)
    {
        root[i]=root[id];
    }
    int main()
    {
        n=read();m=read();
        build(root[0],1,n);
        for (int i=1;i<=m;i++) {
            int op=read();
            if (op==1) {
                int a=read(),b=read();
                work_merge(i,a,b);
            } else if (op==2) {
                int k=read();
                work_goback(i,k);
            } else if (op==3) {
                int a=read(),b=read();
                putchar(work_find(i,a,b)+'0');
                putchar('
    ');
            }
        }
        return 0;
    }
    可持久化并查集

    给个NOI2018的例题: P4768 [NOI2018]归程

    还有可持久化Treap、可持久化Splay。

    ....

    自闭了。

    (未完待续)

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