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  • bzoj4785 [Zjoi2017]树状数组

    Description

     漆黑的晚上,九条可怜躺在床上辗转反侧。难以入眠的她想起了若干年前她的一次悲惨的OI 比赛经历。那是一道基础的树状数组题。给出一个长度为 n 的数组 A,初始值都为 0,接下来进行 m 次操作,操作有两种:

    1 x,表示将 Ax 变成 (Ax + 1) mod 2。
    2 l r,表示询问 sigma(Ai) mod 2,L<=i<=r
    尽管那个时候的可怜非常的 simple,但是她还是发现这题可以用树状数组做。当时非常young 的她写了如下的算法:
    1: function Add(x)
    2: while x > 0 do
    3: A
    x ← (Ax + 1) mod 2
    4: x ← x ? lowbit(x)
    5: end while
    6: end function
    7:
    8: function Find(x)
    9: if x == 0 then
    10: return 0
    11: end if
    12: ans ← 0
    13: while x ≤ n do
    14: ans ← (ans + Ax) mod 2
    15: x ← x + lowbit(x)
    16: end while
    17: return ans
    18: end function
    19:
    20: function Query(l, r)
    21: ansl ← Find(l ? 1)
    22: ansr ← Find(r)
    23: return (ansr ? ansl + 2) mod 2
    24: end function
    其中 lowbit(x) 表示数字 x 最?的非 0 二进制位,例如 lowbit(5) = 1, lowbit(12) = 4。进行第一类操作的时候就调用 Add(x),第二类操作的时候答案就是 Query(l, r)。如果你对树状数组比较熟悉,不难发现可怜把树状数组写错了: Add和Find 中 x 变化的方向反了。因此这个程序在最终测试时华丽的爆 0 了。然而奇怪的是,在当时,这个程序通过了出题人给出的大样例——这也是可怜没有进行对拍的原因。现在,可怜想要算一下,这个程序回答对每一个询问的概率是多少,这样她就可以再次的感受到自己是一个多么非的人了。然而时间已经过去了很多年,即使是可怜也没有办法完全回忆起当时的大样例。幸运的是,她回忆起了大部分内容,唯一遗忘的是每一次第一类操作的 x的值,因此她假定这次操作的 x 是在 [li, ri] 范围内 等概率随机 的。具体来说,可怜给出了一个长度为 n 的数组 A,初始为 0,接下来进行了 m 次操作:
    1 l r,表示在区间 [l, r] 中等概率选取一个 x 并执行 Add(x)。
    2 l r,表示询问执行 Query(l, r) 得到的结果是正确的概率是多少。

    Input

    第一行输入两个整数 n, m。
    接下来 m 行每行描述一个操作,格式如题目中所示。
    N<=10^5,m<=10^5,1<=L<=R<=N

    Output

    对于每组询问,输出一个整数表示答案。如果答案化为最简分数后形如 x/y,那么你只需要输出 x*y^?1 mod 998244353 后的值。(即输出答案模 998244353)。

    Sample Input

    5 5
    1 3 3
    2 3 5
    2 4 5
    1 1 3
    2 2 5

    Sample Output

    1
    0
    665496236
    在进行完 Add(3) 之后, A 数组变成了 [0, 1, 1, 0, 0]。所以前两次询问可怜的程序答案都是1,因此第一次询问可怜一定正确,第二次询问可怜一定错误。

    正解:树套树(二维线段树)。

    这道题好绕。。其实如果你打表,或者是深知树状数组的原理的话,你就可以发现,询问的时候其实是查询后缀和。

    那么对于每个询问,如果$l!=1$,那么我们查询的其实是$[l-1,r-1]$这段区间。而$[l-1,r-1]$与$[l,r]$仅有$l-1$和$r$这两个元素有区别。所以我们每次询问就是问$l-1$和$r$的修改次数在模2意义下是否相等。

    那么我们可以把每个询问看成$(l-1,r)$这个点,那么这就是个二维选点问题了,我们用树套树来维护。外层的树维护第一维坐标,内层的树维护第二维坐标。我们维护的值就是这个点的两个坐标修改次数在模2意义下相等的概率。

    如何合并概率呢?当两个点被修改的概率分别为$p1,p2$时,两个点修改次数相等的概率是$p=p1*p2+(1-p1)*(1-p2)$,这个式子也适用于合并操作。

    当$l=1$时,情况类似,我们要求的就变成了对于$r$这个点,它的前缀和是否与它的后缀和相等。维护思想与$l!=1$的情况类似。

    这道题的修改操作有点复杂,我在代码里加一点注释吧。。

    然后我被$uoj$的$hack$数据卡常了$woc$。。

      1 //It is made by wfj_2048~
      2 #include <algorithm>
      3 #include <iostream>
      4 #include <complex>
      5 #include <cstring>
      6 #include <cstdlib>
      7 #include <cstdio>
      8 #include <vector>
      9 #include <cmath>
     10 #include <queue>
     11 #include <stack>
     12 #include <map>
     13 #include <set>
     14 #define rhl (998244353)
     15 #define lson (x<<1)
     16 #define rson (x<<1|1)
     17 #define mid ((l+r)>>1)
     18 #define inf (1<<30)
     19 #define N (100010)
     20 #define il inline
     21 #define RG register
     22 #define ll long long
     23 #define merge(p1,p2) ( (p1*p2+(1-p1+rhl)*(1-p2+rhl))%rhl ) //合并操作
     24 #define File(s) freopen(s".in","r",stdin),freopen(s".out","w",stdout)
     25 
     26 using namespace std;
     27 
     28 int ls[330*N],rs[330*N],rt[4*N],sz; //二维线段树
     29 ll sum[330*N],ans;
     30 int n,m;
     31 
     32 il int gi(){
     33     RG int x=0,q=1; RG char ch=getchar();
     34     while ((ch<'0' || ch>'9') && ch!='-') ch=getchar();
     35     if (ch=='-') q=-1,ch=getchar();
     36     while (ch>='0' && ch<='9') x=x*10+ch-48,ch=getchar();
     37     return q*x;
     38 }
     39 
     40 //求逆元
     41 il ll qpow(RG ll a,RG ll b){
     42     RG ll ans=1;
     43     while (b){
     44     if (b&1) ans=ans*a;
     45     a=a*a,b>>=1;
     46     if (ans>=rhl) ans%=rhl;
     47     if (a>=rhl) a%=rhl;
     48     }
     49     return ans;
     50 }
     51 
     52 //内层线段树修改
     53 il void update(RG int &x,RG int l,RG int r,RG int xl,RG int xr,RG ll v){
     54     if (!x) sum[x=++sz]=1;
     55     if (xl<=l && r<=xr){
     56     sum[x]=merge(sum[x],v);
     57     return;
     58     }
     59     if (xr<=mid) update(ls[x],l,mid,xl,xr,v);
     60     else if (xl>mid) update(rs[x],mid+1,r,xl,xr,v);
     61     else update(ls[x],l,mid,xl,mid,v),update(rs[x],mid+1,r,mid+1,xr,v);
     62     return;
     63 }
     64 
     65 //内层线段树查询
     66 il void query(RG int x,RG int l,RG int r,RG int p){
     67     if (!x) return; ans=merge(ans,sum[x]); if (l==r) return;
     68     p<=mid?query(ls[x],l,mid,p):query(rs[x],mid+1,r,p); return;
     69 }
     70 
     71 //外层线段树修改
     72 il void Update(RG int x,RG int l,RG int r,RG int l1,RG int r1,RG int l2,RG int r2,RG ll v){
     73     if (l1<=l && r<=r1){ update(rt[x],0,n+1,l2,r2,v); return; }
     74     if (r1<=mid) Update(lson,l,mid,l1,r1,l2,r2,v);
     75     else if (l1>mid) Update(rson,mid+1,r,l1,r1,l2,r2,v);
     76     else Update(lson,l,mid,l1,mid,l2,r2,v),Update(rson,mid+1,r,mid+1,r1,l2,r2,v);
     77     return;
     78 }
     79 
     80 //外层线段树查询
     81 il void Query(RG int x,RG int l,RG int r,RG int p1,RG int p2){
     82     if (rt[x]) query(rt[x],0,n+1,p2); if (l==r) return;
     83     p1<=mid?Query(lson,l,mid,p1,p2):Query(rson,mid+1,r,p1,p2);
     84     return;
     85 }
     86 
     87 il void work(){
     88     n=gi(),m=gi(); RG int type,l,r;
     89     for (RG int i=1;i<=m;++i){
     90     type=gi(),l=gi(),r=gi();
     91     if (type==1){
     92         RG ll p=qpow(r-l+1,rhl-2);
     93         //一个点被修改的概率为p=1/(r-l+1)
     94         //l!=1的情况
     95         if (l>1) Update(1,0,n,1,l-1,l,r,(1-p+rhl)%rhl);
     96         if (r<n) Update(1,0,n,l,r,r+1,n,(1-p+rhl)%rhl);
     97         //[1,l-1]与[l,r]和[l,r]与[r+1,n]之间,修改次数相等的概率为(1-p)
     98         RG ll pp=p<<1; if (pp>=rhl) pp-=rhl;
     99         Update(1,0,n,l,r,l,r,(1-pp+rhl)%rhl);
    100         //[l+r]与[l+r]之间,修改次数相等的概率为1-2*p
    101         //l==1的情况
    102         Update(1,0,n,0,0,0,l-1,0);
    103         Update(1,0,n,0,0,r+1,n+1,0);
    104         //[0,l-1]和[r+1,n+1]这两个区间,前缀和等于后缀和的概率为0
    105         Update(1,0,n,0,0,l,r,p);
    106         //[l,r]这个区间,前缀和等于后缀和的概率为p
    107     } else{
    108         ans=1,Query(1,0,n,l-1,r);
    109         //查询操作,即查询(l-1,r)修改次数相等的概率
    110         //若l==1,即查询r的前缀和等于后缀和的概率
    111         printf("%lld
    ",ans);
    112     }
    113     }
    114     return;
    115 }
    116 
    117 int main(){
    118     File("bit");
    119     work();
    120     return 0;
    121 }
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