POJ-3468 A Simple Problem with Integers Splay Tree区间练习

　　题目链接：http://poj.org/problem?id=3468

　　以前用线段树做过，现在用Splay Tree A了，向HH、kuangbin、cxlove大牛学习了各种Splay各种操作，，，Orz。。

　　Splay Tree的区间操作和线段树的操作差不多，也是保存子树的值，然后懒惰操作，在Rotate()最后维护节点信息的时候，只要Push_Up(y)的，因为x还需要网上旋转到根节点，最后更新下就可以了，并且在下一次Rotate()的时候，还会Push_Down(x)的信息，因此不能Push_Up(x)。

//STATUS:C++_AC_3407MS_3696KB
#include <functional>
#include <algorithm>
#include <iostream>
//#include <ext/rope>
#include <fstream>
#include <sstream>
#include <iomanip>
#include <numeric>
#include <cstring>
#include <cassert>
#include <cstdio>
#include <string>
#include <vector>
#include <bitset>
#include <queue>
#include <stack>
#include <cmath>
#include <ctime>
#include <list>
#include <set>
#include <map>
using namespace std;
//using namespace __gnu_cxx;
//define
#define pii pair<int,int>
#define mem(a,b) memset(a,b,sizeof(a))
#define lson l,mid,rt<<1
#define rson mid+1,r,rt<<1|1
#define PI acos(-1.0)
//typedef
typedef __int64 LL;
typedef unsigned __int64 ULL;
//const
const int N=100010;
const int INF=0x3f3f3f3f;
const int MOD=100000,STA=8000010;
const LL LNF=1LL<<60;
const double EPS=1e-8;
const double OO=1e15;
const int dx[4]={-1,0,1,0};
const int dy[4]={0,1,0,-1};
const int day[13]={0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
//Daily Use ...
inline int sign(double x){return (x>EPS)-(x<-EPS);}
template<class T> T gcd(T a,T b){return b?gcd(b,a%b):a;}
template<class T> T lcm(T a,T b){return a/gcd(a,b)*b;}
template<class T> inline T lcm(T a,T b,T d){return a/d*b;}
template<class T> inline T Min(T a,T b){return a<b?a:b;}
template<class T> inline T Max(T a,T b){return a>b?a:b;}
template<class T> inline T Min(T a,T b,T c){return min(min(a, b),c);}
template<class T> inline T Max(T a,T b,T c){return max(max(a, b),c);}
template<class T> inline T Min(T a,T b,T c,T d){return min(min(a, b),min(c,d));}
template<class T> inline T Max(T a,T b,T c,T d){return max(max(a, b),max(c,d));}
//End

#define Key_value ch[ch[root][1]][0]
int pre[N],key[N],ch[N][2];  //分别表示父结点，键值，左右孩子(0为左孩子，1为右孩子),根结点，结点数量
int sz[N],st[N];   //子树规模，内存池
int root,tot,top;   //根节点，根节点数量，内存池容量
//题目特定数据
int num[N];
int val[N];
int add[N];
LL sum[N];
int n,m;
//debug部分copy from hh
void Treaval(int x) {
    if(x) {
        Treaval(ch[x][0]);
        printf("结点%2d:左儿子 %2d 右儿子 %2d 父结点 %2d size = %2d ,val = %2d , sum = %2d 
",x,ch[x][0],ch[x][1],pre[x],sz[x],val[x],sum[x]);
        Treaval(ch[x][1]);
    }
}
void debug() {printf("%d
",root);Treaval(root);}
//以上Debug
//新建一个结点
void NewNode(int &x,int fa,int k)
{
    if(top)x=st[--top];
    else x=++tot;
    pre[x]=fa;
    sz[x]=1;
    val[x]=k;
    add[x]=0;
    sum[x]=k;
    ch[x][0]=ch[x][1]=0;  //左右孩子为空
}

void Push_Up(int x)
{
    sz[x]=sz[ch[x][0]]+sz[ch[x][1]]+1;
    sum[x]=sum[ch[x][0]]+sum[ch[x][1]]+val[x];
}

void Push_Down(int x)
{
    if(add[x]){
        val[x]+=add[x];
        add[ch[x][0]]+=add[x];
        add[ch[x][1]]+=add[x];
        sum[ch[x][0]]+=(LL)add[x]*sz[ch[x][0]];
        sum[ch[x][1]]+=(LL)add[x]*sz[ch[x][1]];
        add[x]=0;
    }
}

//旋转，kind为1为右旋，kind为0为左旋
void Rotate(int x,int kind)
{
    int y=pre[x],z=pre[y];
    Push_Down(y);
    Push_Down(x);  //先把y的标记向下传递，再把x的标记往下传递
    //类似SBT，要把其中一个分支先给父节点
    ch[y][!kind]=ch[x][kind];
    pre[ch[x][kind]]=y;
    //如果父节点不是根结点，则要和父节点的父节点连接起来
    if(z)ch[z][ch[z][1]==y]=x;
    pre[x]=z;
    ch[x][kind]=y;
    pre[y]=x;
    Push_Up(y);  //维护y结点，不要维护x节点，x节点会再次Push_Down，最后维护一下x节点即可
}
//Splay调整，将根为r的子树调整为goal
void Splay(int x,int goal)
{
    int y,kind;
    while(pre[x]!=goal){
        //父节点即是目标位置，goal为0表示，父节点就是根结点
        y=pre[x];
        if(pre[y]==goal){
            Rotate(x,ch[y][0]==x);
        }
        else {
            kind=ch[pre[y]][0]==y;
            //两个方向不同，则先左旋再右旋
            if(ch[y][kind]==x){
                Rotate(x,!kind);
                Rotate(x,kind);
            }
            //两个方向相同，相同方向连续两次
            else {
                Rotate(y,kind);
                Rotate(x,kind);
            }
        }
    }
    //更新根结点
    Push_Up(x);
    if(goal==0)root=x;
}

void RotateTo(int k,int goal)
{
    int x=root;
    Push_Down(x);
    while(sz[ch[x][0]]!=k){
        if(sz[ch[x][0]]>k)
            x=ch[x][0];
        else {
            k-=sz[ch[x][0]]+1;
            x=ch[x][1];
        }
        Push_Down(x);
    }
    Splay(x,goal);
}

int Insert(int k)
{
    int x=root;
    while(ch[x][k>key[x]]){
        //不重复插入
        if(key[x]==k){
            Splay(x,0);
            return 0;
        }
        x=ch[x][k>key[x]];
    }
    NewNode(ch[x][k>key[x]],x,k);
    //将新插入的结点更新至根结点
    Splay(ch[x][k>key[x]],0);
    return 1;
}
//找前驱，即左子树的最右结点
int Get_Pre(int x)
{
    if(!ch[x][0])return -INF;
    x=ch[x][0];
    while(ch[x][1])x=ch[x][1];
    return key[x];
}
//找后继，即右子树的最左结点
int Get_Suf(int x)
{
    if(!ch[x][1])return INF;
    x=ch[x][1];
    while(ch[x][0])x=ch[x][0];
    return key[x];
}
//建树，中间结点先建立，然后分别对区间两端在左右子树建立  
void BuildTree(int &x,int l,int r,int fa)
{
    if(l>r)return;
    int mid=(l+r)>>1;
    NewNode(x,fa,num[mid]);
    BuildTree(ch[x][0],l,mid-1,x);
    BuildTree(ch[x][1],mid+1,r,x);
    Push_Up(x);
}

void Init()
{
    ch[0][0]=ch[0][1]=pre[0]=sz[0]=0;
    add[0]=sum[0]=0;
    root=top=tot=0;
    NewNode(root,0,-1); 
    NewNode(ch[root][1],root,-1);     //头尾各加入一个空位
    sz[root]=2;

    for(int i=0;i<n;i++)
        scanf("%d",&num[i]);
    BuildTree(Key_value,0,n-1,ch[root][1]);    //让所有数据夹在两个-1之间  
    Push_Up(ch[root][1]);
    Push_Up(root);
}

void Update(int a,int b,int c)
{
    RotateTo(a-1,0);
    RotateTo(b+1,root);
    add[Key_value]+=c;
    sum[Key_value]+=sz[Key_value]*c;
}

LL Query(int a,int b)
{
    RotateTo(a-1,0);
    RotateTo(b+1,root);
    return sum[Key_value];
}

int main()
{
 //   freopen("in.txt","r",stdin);
    int i,j,a,b,c;
    char op[2];
    while(~scanf("%d%d",&n,&m))
    {
        Init();
        while(m--){
            scanf("%s",op);
            if(op[0]=='Q'){
                scanf("%d%d",&a,&b);
                printf("%I64d
",Query(a,b));
            }
            else {
                scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);
                Update(a,b,c);
            }
        }
    }
    return 0;
}