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  • BZOJ4520 [Cqoi2016]K远点对

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    本文作者:ljh2000
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    Description

    已知平面内 N 个点的坐标,求欧氏距离下的第 K 远点对。

     

    Input

    输入文件第一行为用空格隔开的两个整数 N, K。接下来 N 行,每行两个整数 X,Y,表示一个点
    的坐标。1 < =  N < =  100000, 1 < =  K < =  100, K < =  N*(N−1)/2 , 0 < =  X, Y < 2^31。
     

    Output

    输出文件第一行为一个整数,表示第 K 远点对的距离的平方(一定是个整数)。

     

    Sample Input

    10 5
    0 0
    0 1
    1 0
    1 1
    2 0
    2 1
    1 2
    0 2
    3 0
    3 1

    Sample Output

    9
     
     

    正解:kd-tree

    解题报告:

      这题要求欧氏距离下的第k远点对。

      我们考虑上$kd-tree$。$kd-tree$可以支持我们对于某一个给定的点与$kd-tree$中的点的距离最值查询,那么我们很容易发现,我们只需要对于每个点都分别与其他所有点求距离,最后对于全局取第$2*k$大的距离即可(因为每个距离我们算了两次)。

      但是直接暴力的话会变成$ n^2 $,如果改在$kd-tree$上查询的话就可以大大节约时间,可以减掉大量无用状态。具体做法就是,维护一个大小为$2*k$的小根堆,对于每个点在$kd-tree$上查询与其他点的距离,如果大于堆顶,则删掉堆顶元素,把当前距离加入堆顶。最后只需输出堆顶元素即可。

      kd-tree在这里就是优化暴力......

     

    //It is made by ljh2000
    #include <iostream>
    #include <cstdlib>
    #include <cstring>
    #include <cstdio>
    #include <cmath>
    #include <algorithm>
    #include <queue>
    using namespace std;
    typedef long long LL;
    const int MAXN = 100011;
    int n,k,nowD,root,ql,qr;
    struct node{ LL dis; inline bool operator < (const node &a) const { return a.dis<dis; } }tmp;
    struct KDTree{ int d[2],Min[2],Max[2],l,r; }t[MAXN];
    inline bool cmp(KDTree q,KDTree qq){ if(q.d[nowD]==qq.d[nowD]) return q.d[nowD^1]<qq.d[nowD^1]; return q.d[nowD]<qq.d[nowD]; }
    inline void MAX(KDTree &q,KDTree qq,int type){ if(qq.Max[type]>q.Max[type]) q.Max[type]=qq.Max[type]; }
    inline void MIN(KDTree &q,KDTree qq,int type){ if(qq.Min[type]<q.Min[type]) q.Min[type]=qq.Min[type]; }
    inline LL sqr(LL x){ return x*x; }
    inline LL getdis(int x,int y){ return sqr(t[x].d[0]-t[y].d[0])+sqr(t[x].d[1]-t[y].d[1]); }
    inline LL almost_dis(KDTree q,KDTree qq){return max(sqr(q.d[0]-qq.Min[0]),sqr(q.d[0]-qq.Max[0]))+max(sqr(q.d[1]-qq.Min[1]),sqr(q.d[1]-qq.Max[1]));}
    priority_queue<node>Q;
    inline int getint(){
        int w=0,q=0; char c=getchar(); while((c<'0'||c>'9') && c!='-') c=getchar();
        if(c=='-') q=1,c=getchar(); while (c>='0'&&c<='9') w=w*10+c-'0',c=getchar(); return q?-w:w;
    }
    
    inline void update(int x){
    	if(t[x].l) for(int i=0;i<2;i++) MAX(t[x],t[t[x].l],i),MIN(t[x],t[t[x].l],i);
    	if(t[x].r) for(int i=0;i<2;i++) MAX(t[x],t[t[x].r],i),MIN(t[x],t[t[x].r],i);
    }
    
    inline int build(int l,int r,int D){
    	nowD=D; int mid=(l+r)>>1; nth_element(t+l+1,t+mid+1,t+r+1,cmp);
    	if(l<mid) t[mid].l=build(l,mid-1,D^1);
    	if(mid<r) t[mid].r=build(mid+1,r,D^1);
    	t[mid].Min[0]=t[mid].Max[0]=t[mid].d[0];
    	t[mid].Min[1]=t[mid].Max[1]=t[mid].d[1];
    	update(mid);
    	return mid;
    }
    
    inline void query(int u){
    	LL dl=0,dr=0,dd=getdis(0,u); if(dd>Q.top().dis) Q.pop(),tmp.dis=dd,Q.push(tmp);	 
    	if(t[u].l) dl=almost_dis(t[0],t[t[u].l]); if(t[u].r) dr=almost_dis(t[0],t[t[u].r]);
    	tmp=Q.top(); 
    	if(dl>dr) {
    		if(dl>tmp.dis) query(t[u].l); tmp=Q.top();
    		if(dr>tmp.dis) query(t[u].r);
    	}
    	else{
    		if(dr>tmp.dis) query(t[u].r); tmp=Q.top();
    		if(dl>tmp.dis) query(t[u].l);
    	}
    }
    
    inline void work(){
    	n=getint(); k=getint(); for(int i=1;i<=n;i++) t[i].d[0]=getint(),t[i].d[1]=getint();
    	root=build(1,n,0); tmp.dis=0;
    	for(int i=1;i<=k*2;i++) Q.push(tmp);
    	for(int i=1;i<=n;i++) {
    		t[0].d[0]=t[i].d[0]; t[0].d[1]=t[i].d[1];
    		query(root);
    	}
    	printf("%lld",Q.top().dis);
    }
    
    int main()
    {
        work();
        return 0;
    }
    

      

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