tricks
系列
随机的性质
bitmask
建图
最基本的
黑白染色
主体思想:二维平面,每次只能走一步,一般可以考虑黑白染色,也许可以考虑和二分图套在一起
一般可以帮助决策,比如说做贪心题,或者博弈。
Kruskal重构树
主体思想:每次合并两个点的时候,新建一个虚点作为两个节点的父节点。
容易发现,上一次成功合并之后得到的点 (P),一定是森林的若干个根之一。
并且这个结构很方便实现撤销:我们把上次的点 (P) 标记为删除;点 (u) 所在的联通块,就先找到它祖先中,深度最小的没被删除的点 (F),然后 (F) 的子树中的叶子节点就是 (u) 所在的联通块。
例题留到下一个 trick 里面一块讲。
并查集维护值域
主体思想:对于维护一个区间中形如“把所有值=x的变成y” 的操作,把相同值的并到一块,然后合并值=x和值=y的即可。
此技巧常用于分块中,对于每一块维护这样一个并查集。如 [Ynoi2018]五彩斑斓的世界。
那个题我被卡常了qaq,代码略
带根号的数三元环
主体思想:通过某些技巧使复杂度为 (O(msqrt{m}))
详解见题解。
根号分治
主体思想:小于根号和大于根号的情况分开讨论,平衡总复杂度
当 (k>sqrt{n}) 的时候暴力跳,当 (k<sqrt{n}) 的时候预处理。
调和级数哈希
主体思想:枚举长度 (k),每次用哈希检测答案,复杂度 (O(sum lfloor dfrac{n}{k} floor * H)),(H) 为哈希复杂度(一般是 (O(1)),可能会有 (log))
例题1中,评论区神仙 @Tweetuzki 已经讲完了做法;
例题2中,枚举 (k) ,然后 (O(n/k)) 的跑一遍即可。然而这题还有一个问题,对于一个字符串,我们把它和它的反串视作本质相同的串,这咋哈希?
留到下一个trick里讲。
多属性哈希
主体思想:如果一个元素有若干种属性值,对于属性值一样的元素视作“本质相同的元素”,并且属性值很少;那我们可以把属性值的哈希值排一下序,然后序列哈希。
对于每个串,我们可以认为它有两个“属性值”:原串的哈希值,和反串的哈希值
我们把这两个值排一下序然后哈希即可...
两个数的哈希可以直接做:((a,b) ightarrow (a imes base+b)mod M)
时光倒流
主体思想:一个序列, 或者一堆操作, 正着考虑不好整,就 假装自己是小青蛙 时光倒流,反过来考虑。
例1 经典题 [AHOI2005] 航线规划:树,删边,求点距离
逆向,删边变加边,随便做:树剖/LCT
例2 CF1366E Two Arrays:要求把序列 (a) 划分成 (k) 段,每一段的最小值递增,并且拼起来恰好是一个长度为 (k) 的另一个序列 (b)。给定 (a,b) ,求合法划分的方案数
最小值递增,那在段与段之间,每个段的最小值也是后缀最小值。那我们从后往前考虑,假设后缀最小值第一个等于 (b_i) 的位置是 (p),并且后缀最小值等于 (b_i) 的一共有 (k) 个。显然它们会在同一个区间里。那么从这这一段区间里任选一个位置,划到 (p),作为第 (i) 段,就可以满足条件。并且没有其他位置能满足条件。
所以答案就是,求出后缀最小值,求出数量数组cnt,(prod cnt_{b_i})
时光反复横跳
主体思想:“时光倒流”那个trick告诉我们可以反过来考虑,而如果有些必须正着完成的事情,先反过来一遍,用撤销的方法做回去。
例题:CF1416D
先反过来,得到最后删完的图;然后Kruskal重构树连回去,然后不断的撤销就可以了。每次找最大那个就用线段树瞎jb维护一下就行了。
主席树维护二分
主体思想:二分每次检测 (mid) 的时候序列都不一样,相邻的两个 (mid) 改变的并不多,用主席树全部存下来,再维护点啥,每次可以 (O(log)) 的检测。
这题暴力二分做法:
对于 (mid),大于等于它的视为 (1),其它的视为 (-1),然后求 ([a,b]) 区间的最大后缀和,((b,c)) 区间的和,([c,d]) 区间的最大前缀和,加起来即可。
我们发现这三个都能线段树维护。并且,对于 (mid ightarrow mid+1),只有原来 (=mid) 的地方从 (1) 变成了 (-1)。用 (vector) 记录下这些位置,每次修改,总修改次数是 (n) 次。直接主席树维护即可。
带上主席树复杂度就是 (nlog n),即可求出 (mid=[1,n]) 时所有的检测用的数组。然后线段树区间和就可以 (log) 的求,也就是 (O(log n)) 检测一个 (mid),套上二分复杂度就是 (O(log^2 n)) 回答每个询问。
(这玩意还是个黑题,太水了吧
基环树上dp
主体思想:在环上随便钦定两个相邻的点,以两点为根跑树形 (dp)
这个做法有一些条件的...这题中,任意断一条边都对,才能这么做
如果断不同的边答案不一样,那就要枚举了,时间复杂度爆炸(有的题里可能不会
回到这题。这题里如果是一颗正常的树,显然是最大独立集问题。
然后我们随便钦定一个环上的 (u,v),求 (max(dp[u][0],dp[v][0])),即可
换根dp
主体思想:先求出以 (u) 为根的答案,然后再 (dfs) 一遍继承父亲的答案。
先存储每个点往下的带权距离和。
去掉这个点对父亲的贡献,第二遍 (dfs) 的时候从父亲更新到儿子,以求出以每个点为根的带权距离和。
相对顺序不变
主体思想:变化是规律的,如果能证出来顺序不变,那直接二分即可
例:第 (i) 个数每次都加 (a_i),初始为 (0)。显然这个顺序不变。每次要求某时刻多少个 (>k) 的,直接二分
线段树节点合并时二分
主体思想:左儿子和右儿子合并的时候,只有右儿子的一段前缀会没有,二分即可
势能分析线段树
主体思想:线段树+优化暴力,用神奇的性质保证复杂度为 (O(nlogn*K))
例题1:区间开根下取整,值域在 ([0,10^{12}])
每个数被开 (6) 次就变成 (0/1),而 (0/1) 开根取整还是自己,于是不用管了;
于是这题复杂度是 (O(K*nlogn)),其中 (K_{max}=6)
每个数只会在负变正的时候需要暴力讨论,其它时候绝对值都是-/+
于是 (K_{max}=2),然后这题就是个sb题,代码略(其实是没写,百度抄一个
gcd 变 phi
主体思想:((a,b)=sumlimits_{d|a,d|b} phi(d))
set 维护精确枚举
主体思想:用 set 存储合法的扩展,保证复杂度
PS:例题中,把 (set) 部分的代码换成
F(i,1,n) if (!vis[i])
时间复杂度就变成了 (O(n^2))
因数id
注:后设 (D=max sigma_0(n))。它用来估算复杂度。
主体思想:当一个问题只涉及某个数 (n) 的因数时,我们可以把它的因数,从 (1) 开始重新编号,把规模转化为 (sigma_0(n))。注意,由于 (D) 很小,我们经常会需要处理一个大小为 (D^2) 的二维数组。
这在 (nle 10^9) 时同样适用,因为此时 (D=1344)。
例1: arc004-4,问 (n) 能用多少种方法拆成 (m) 个整数的乘积。(nle 10^9,mle 10^5)
首先用组合方法求出安排符号的方案。然后注意到 (>1) 的数不会超过 (log n) 个,然后剩下都是 (1)。用组合数方法求出安排 (1) 位置的方案。现在只需要求用 (le 30) 个数拼出来 (n) 的方案数。
用上面那个 trick 求出每个因数的编号,设记下来第 (i) 个因数为 (num[i]),因数 (d) 的编号为 (id[d])。
设 (dp[i][j]) 表示选了 (i) 个因数拼出来 (id=j) 的方案数。枚举选多少个,枚举一个 (id) 为 (x),枚举一个 (id) 为 (y),用 dp[i-1][id[num[x]/num[y]]]
来更新 dp[i][x]
。注意一个前提是 num[x]
是 num[y]
的倍数。
可我们并不能记下 (id),每次求 (id) 还需要一次二分。这样直接转移带两个 (log)(枚举选多少个是一个 (log),还有一个二分的 (log))。
考虑把二分的那一步预处理出来,设 rec_div[i][j]
表示 id(num[x]/num[y])
。这样就省下一个 log
,变为了可以通过的一个 (log)。
例2: noi.ac329 你要在一个 (n imes m) 的棋盘里,第一行选一个,中间行选一个或两个,最后一行选一个,使得乘积是 (A) 的倍数。输出方案数 (\% H) 。(nle 200,mle 10^4,Ale 2 imes 10^5, Hle 3 imes 10^4)
首先每个位置和 (A) 先取个 (gcd),这很显然。不是公因数的部分,去掉了也没有任何影响。
然后把 (A) 做一遍上面那个 trick,同样得到 (id) 与 (num)。不同的是这次 (id) 直接可以开下来数组。
接下来就 (dp[i][j]) 表示选到前 (i) 行乘积的 (id=j) 方案数。然而中间的行可以选两个数,而我们不能 (O(m^2)) 枚举,咋整?事实上我们可以先 (O(m)) 的枚举,记一个 (cnt[i]) 表示这一行中 (id=i) 的数个数。然后在 (cnt) 上 (O(D^2)) 转移。由于 (D) 很小,便省下了很多时间。
这里再注意一个细节,(O(D^2)) 转移的时候涉及到乘法,乘法完了还要再取一个 (gcd) ,又会凭空多 (log)。类似上面,设 (mul[i][j]) 表示 (num[i] imes num[j]) 和 (A) 取 (gcd) ,省下每次做的 (log)。
复杂度便是 (O(nD^2+nm))
幂的意义
主体思想:把某个数的 (k) 次方,看成是选了 (k) 次一样的方案数。
例题:NOI2009管道取珠(经典,略)
不太常见
神秘
另类回文
主体思想:把平常写的 ==
换成其它的匹配函数
在这题中,匹配函数为:
然后要你求有多少回文子串。
当然,这个 (f) 也可以是任意神奇的函数
↑ 这句话是假的,(f) 必须要满足一些性质:
对于任意两个长度相同的串 (a,b),对于所有 (1le ile |a|),满足 (f(a_i,b_i)=1),则有:(a,b) 两串回文等价。
两个串回文等价定义为,“是否回文”这个bool值相同。
这个题中,如果 (f(a_i,b_i)=1),那么 (a) 和 (b) 恰好是二进制取反的关系,注意到 (f) 比较函数中两字符同时取反不会影响 (f) 的值,所以 (a,b) 显然是回文等价的。
然后我们把这个函数处理出来跑 Manacher
就可以了。它可以求出以任意点为中心的最长回文半径。这样就可以求出最长的回文子串长度,以及回文子串的种类数。
维护差量
主体思想:把一个数的贡献,看成是初始一个数,不断的叠上去。枚举叠上去的“层”,叠加贡献。它的本质是,从按列求和变成按行求和。
可以用这个图来描述:
例题1: 集合
设 (k) 的答案为 (f_k)
一方面,直接钦点最小值,答案是
[f_k=sumlimits_{i=1}^{n} T^i imes inom{n-i}{k-1} ]另一方面,分段枚举最小值,并累计差量 (即这个trick),答案也是
[T imes inom{n}{k} + sumlimits_{i=1}^{n-1} (T^{i+1}-T^i) imes inom{n-i}{k} ](先特判 (ge 1) 的情况,后面枚举的 (i) 表示最小值 (>i))
后面的式子提一个 (T^i) 出来,发现它就是 (f_{k+1})(注意到这里的 (sum) 可以取到 (n),这时候后面的组合数为 (0),不影响)
于是有 (f_k=Tinom{n}{k}+(T-1)f_{k+1})
显然有 (f_n=T) 。不断用这个式子,从 (k) 变到 (n),手推几个即可发现:
[f_k=sumlimits_{i=0}^{n-k} T(T-1)^i imes inom{n}{k+i} ]再来点变换:((T-1)^i=dfrac{(T-1)^{k+i}}{(T-1)^k}) (显然),然后把常数 ((T-1)^k) 和 (T) 提到 (sum) 的外面
变成:
[f_k=dfrac{T}{(T-1)^k} sumlimits_{i=0}^{n-k} (T-1)^{i+k} imes inom{n}{i+k}\ =dfrac{T}{(T-1)^k} sumlimits_{i=k}^{n} (T-1)^{i} imes inom{n}{i}\ ]我们注意到后面的式子,和二项式定理的式子,只差了 (k) 项。而 (k) 很小,只有 (1e7),于是预处理阶乘,逆元,阶乘逆元等,暴力算出这 (k) 项,用二项式定理化成的 (A^n) 减去这 (k) 项的和,就可以得到后面的,再加上前面的即可求出和,然后除一个 (inom{n}{k}) 得期望。
数论域的 log
主体思想:(log(ab)=log(a)+log(b)),质因子个数函数 (omega) 和它有相同的性质。
幂分类讨论
主体思想: 答案与指数函数有关,并且要最小化。这时,当幂小的时候暴力做,幂大的时候,优先让指数小,再让别的小,转化成双关键字的最小化问题。
和根号分治的思想有几分类似,大数据和小数据两种方法做。
例:CF1442C Graph Transpositions:一张有向图上要从 (1) 走到 (n),走边花费都是 (1)。每次走一条边都可以选择是否对 所有的边 做一次反向操作。如果一共做 (t) 个反向操作,花费为 (2^t-1)。输出最小的从 (1) 走到 (n) 的总花费,模 (998244353)。先最小,再取模。(nle 2e5)
假设 (tge 20),那么每增加一个 (t) 的花费就是 (1e6) 级别的,这比在图上随便走都来的大。对于这种情况,把有向边 ((u,v)) 看成是:(u ightarrow v,w=(0,1)) ;(v ightarrow u,w=(1,1))。然后跑一个双关键字最短路,假设最短边权和为 ((a,b)) ,实际答案为 ((2^a-1)+b)。
细节:这里要分一下奇偶讨论,因为翻转了奇数次和偶数次的时候,边的正反就会不一样,然后边权的第一关键字就要相应的有变化。
双关键字最短路就是每条边的权是一个二元组,然后要先让第一关键字的和最小,在此基础上再让第二关键字的和最小
做法非常simple,就是dijkstra的时候记在priority_queue里的东西从int变成pair<int,int>就行了。如果想方便可以再重载一个+运算符,然后就和普通最短路几乎一模一样了
假设 (tle 20),设 (d(i,k)) 表示走到 (i) ,翻转了 (k) 次的最短路。这个可以暴力做,复杂度是 (O(20n imes log 20n)) (本质是一个分层图)。
总的复杂度就是 (O(20nlog n)) 了。(2e5),随便过。
biteset 维护 mutiset
主体思想:众所周知bitset可以维护一个集合(用第 (i) 位是 0/1 表示第 (i) 个元素有无),然后多重集合就令每个元素占有一块连续的区间,从 (p_i) 开始,然后第 (i) 个元素的第 (x) 次出现就看 (p_i+x-1) 是否为 (1)。
多重集合取一下and,会把每种元素的个数 取min。取一下 or 就是个数 取max。
莫队+三个bitset
细节:由于要同时维护三个,我们不得不记下所有中途的bitset,然而空间不允许;如果 (mle 10^4),才能开的下,而 (mle 10^5)。那可以令 (T=10^4),然后每 (T) 次当做一组数据,当成是多组数据来跑,用时间换空间,即可。