• 【树状数组 离散化】bzoj1573: [Usaco2009 Open]牛绣花cowemb


    解方程题!

    Description

    Bessie学会了刺绣这种精细的工作。牛们在一片半径为d(1 <= d <= 50000)的圆形布上绣花. 它们一共绣了N (2 <= N <= 50000)条直线,每条直线连接布的边缘上的两个点(没有两条线通过边上同一个点)。 作为一只热爱数学的牛,Bessie 知道每条线的公式, ax + by + c = 0. a, b, 和 c 为整数(-1000000 <= a <= 1000000; -1000000 <= b <= 1000000; -1000000 <= c <= 1000000).没有两条线完全重合。 不幸的是, 一部分线不通过圆布的内部. 原点(0,0)在布的正中央, 所有边上的点离原点距离为d. 每条线的公式满足至少a,b中的一个非零. 对于牛来说,刺绣作品中线的交点越多,便越有价值。帮助Bessie计算在圆中相交的线的对数,也就是说交点与原点的距离小于d。注意如果三条线在圆内同一点相交,这算3对线。4线共点->6对线.

    Input

    第1行: 两个空格分开的数, N 和 d 第2..N+1行: 第 i+1 行包含第i条线的参数: a, b 和 c

    Output

    第1行: 一行,包含一个数,为在园内相交的线的对数.

    Sample Input

    2 1
    1 0 0
    0 1 0

    输入说明:
    两条直线x=0和y=0.

    Sample Output

    1

    HINT

    两条线在(0,0)相交, 明显离原点距离小于1.


    题目分析

    模型转化

    $n=50000$的数据规模,$n^2$的枚举肯定不行。那么可以省去哪些枚举呢?

    先考虑哪些线段才会相交。

    因为对于一条直线,有效部分就只有与圆内的公共部分。所以我们只需要记录直线与圆的两个交点。

    但是由于会出现如下图所示情况,

    还需要把x轴坐标再映射一下。若$y<0$,则$L=-x-r$;反之$R=x+r$。

    自然发现这样映射之后,圆上任意一点都有了唯一的映射值。

    实际上就是变成了这样。

    于是直线在圆内相交就等价于映射后的线段下相交(不包含)。

    树状数组维护

    如何处理相交但不包含的线段条数?

    这里有一种挺妙的方法:先把线段按照左端点排序,这样保证了处理时左端点的有序。然后计算线段内的右端点个数。因为之前处理的线段左端点都是小于等于现在处理的左端点的,所以线段内的右端点个数就是与现在处理的线段的相交的线段条数。

    这样子就可以离散化后用树状数组做了。

    (树状数组好棒啊!)

     1 #include<bits/stdc++.h>
     2 const int maxn = 50005;
     3 
     4 int n,d,cnt;
     5 long long f[maxn<<1],ans;
     6 double t[maxn<<1],xa,xb,ya,yb,a,b,c;
     7 std::pair<double, double> mp[maxn];
     8 
     9 int read()
    10 {
    11     char ch = getchar();
    12     int num = 0;
    13     bool fl = 0;
    14     for (; !isdigit(ch); ch = getchar())
    15         if (ch=='-') fl = 1;
    16     for (; isdigit(ch); ch = getchar())
    17         num = (num<<1)+(num<<3)+ch-48;
    18     if (fl) num = -num;
    19     return num;
    20 }
    21 int lowbit(int x){return x&-x;}
    22 void add(int x){for (; x<maxn<<1; x+=lowbit(x)) f[x]++;}
    23 int query(int x)
    24 {
    25     int ret = 0;
    26     for (; x; x-=lowbit(x)) ret += f[x];
    27     return ret;
    28 }
    29 double calc(double x, double y){return y < 0?-x-d:x+d;}
    30 int main()
    31 {
    32     n = read(), d = read();
    33     for (int i=1; i<=n; i++)
    34     {
    35         // int a = read(), b = read(), c = read();
    36         scanf("%lf%lf%lf",&a,&b,&c);
    37         bool cte = 0;
    38         xa = xb = ya = yb = 0;
    39         if (!a || !b){
    40             if (!a){
    41                 double h = -c/b;
    42                 if (h*h-d*d > 0) cte = 1;
    43                 else{
    44                     xa = -sqrt(d*d*1.0-h*h), xb = -xa;
    45                     ya = yb = h;
    46                 }
    47             }else{
    48                 double w = -c/a;
    49                 if (w*w-d*d > 0) cte = 1;
    50                 else{
    51                     xa = xb = w;
    52                     ya = sqrt(d*d*1.0-w*w), yb = -ya;
    53                 }
    54             }
    55         }else{
    56             double equa = a*a+b*b*1.0, equb = 2*a*c*1.0, equc = c*c*1.0-b*b*d*d*1.0;
    57             double delta = equb*equb*1.0-4.0*equa*equc;
    58             if (delta < 0) cte = 1;
    59             else{
    60                 xa = (-equb-sqrt(delta))/(2.0*equa);
    61                 xb = (-equb+sqrt(delta))/(2.0*equa);
    62                 ya = -(a*xa+c)/b;
    63                 yb = -(a*xb+c)/b;
    64             }
    65         }
    66         if (cte) continue;
    67         double L = calc(xa, ya), R = calc(xb, yb);
    68         if (L > R) std::swap(L, R);
    69         mp[++cnt] = std::make_pair(L, R);
    70         t[cnt*2-1] = L, t[cnt*2] = R;
    71     }
    72     std::sort(mp+1, mp+cnt+1);
    73     std::sort(t+1, t+2*cnt+1);
    74     for (int i=1; i<=cnt; i++)
    75     {
    76         int x = std::lower_bound(t+1, t+2*cnt+1, mp[i].first)-t;
    77         int y = std::lower_bound(t+1, t+2*cnt+1, mp[i].second)-t;
    78         ans += query(y)-query(x-1);
    79         add(y);
    80     }
    81     printf("%lld
    ",ans);
    82     return 0;
    83 }

    END

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