• 题解 P4887 【【模板】莫队二次离线(第十四分块(前体))】


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    莫队二次离线

    最近学了这个黑科技,来写篇题解分享一下。

    顺便(orz;lxl)

    Part.1 问题引入

    有一个序列,每次查询一个区间中有几个二元组的的异或值在二进制下有(k)(1)

    考虑莫队。

    先用莫队转化问题,先考虑我们已经求出([l,r])的答案,要将(r+1)加入答案,其他的转移类似,现在问题转化为求(r+1)([l,r])中有几个数的异或值有(k)(1)

    Part.2 暴力

    考虑暴力怎么做,由于值域很小((a_ileq 16384)),我们可以先预处理出一个数组(x)中存储有哪些数在二进制数下有(k)个1,每一次插入一个数(a_i),就把它与(x)数组中所有的数异或起来的值放进一个桶里,然后查询就直接查当前数在桶中出现了几次。为什么呢?

    比如我们有(a_i;xor;a_j=x),就有(a_i;xor;x=a_j),我们已经将(a_i;xor;x)放入桶里,直接查就可以了。

    但这样有个问题,莫队有(nsqrt n)次转移,每次修改时如果真的暴力插入桶的话,复杂度就是(O(nsqrt n imes x))(设(x)为数组中的元素个数),显然是不对的,考虑进一步优化。

    Part.3 解决

    我们进一步挖掘性质,发现我们要求的是(r+1)([l,r])的贡献,实际上我们可以先求它对([1,r])的贡献,再减去([1,l-1])的贡献,为什么要这么做呢?我们可以发现(r+1)对前者的贡献是可以(O(n imes x))是可以预处理的,就只用考虑后者的贡献了。

    如下图,我们考虑我们已经算出了红色部分的贡献了。

    image.png

    然后我们需要转移绿色部分的贡献。

    image.png

    这个过程中我们可以发现,左端点是不变,即我们的([1,l-1])的答案是不变的,即不用修改,也就是说,我们只有查询操作,而查询操作时(O(1))的!

    所以我们二次离线,先跑一次莫队,将如上的绿色区间保存下来,再统一处理。

    具体实现可以每个点开一个(vector),然后移动右端点的时,我们将如上的绿色区间保存在左端点,移动左端点时,将绿色区间保存在右端点。

    然后我们把这些(vector)扫一遍,修改就只有在从(i)(i+1)时才有,查询还是(O(nsqrt n))次,但单次是(O(1))的。

    所以我们的总复杂的就变成了(O(nsqrt n+n imes x))

    总结一下,对于那种查询复杂度很高的东西,并且同时询问信息还可以差分的问题,我们就可以用莫队二次离线解决。

    做完这题可以去做一下这个,稍微要复杂一点,需要一些其他的数据结构辅助。

    这个算法理解其实并不难,主要是代码细节比较多,建议尽量先自己实现,遇到问题再看题解的代码。

    struct Query_Node
    {
        int l,r,id,kl;
        ll ans;
        bool operator < (const Query_Node &u) const{
            return kl!=u.kl?kl<u.kl:(kl&1?r<u.r:r>u.r);
        }
    }q[maxn];
    
    struct Node
    {
        int l,r,id;
        Node(int l=0,int r=0,int id=0) : l(l),r(r),id(id) {}
    };
    ll ans[maxn];
    vector<Node> two[maxn];
    int n,m,k,a[maxn],tax[maxn],klen,pre[maxn];
    int isu[maxn],ist;
    
    inline int calc(int x)
    {
        int ans=0;
        while(x) ++ans,x-=(x&(-x));
        return ans;
    }
    
    template<typename T>
    inline void read(T &x)
    {
        char c;int f=1;
        while(!isdigit(c=getchar())) (c=='-')&&(f=-1);
        x=c^48;
        while(isdigit(c=getchar())) x=x*10+(c^48);
        x*=f;
    }
    
    int main()
    {
        read(n);read(m);read(k);
        for(int i=1;i<=n;++i)
            read(a[i]);
        klen=n/sqrt(m*2/3);
        for(int i=1;i<=m;++i)
        {
            read(q[i].l);read(q[i].r);q[i].id=i;
            q[i].kl=(q[i].l-1)/klen+1;
        }
        sort(q+1,q+m+1);
        for(int i=0;i<=maxa;++i) if(calc(i)==k) isu[++ist]=i;
        for(int i=1;i<=n;++i)
        {
            for(int j=1;j<=ist;++j) ++tax[isu[j]^a[i]];
            pre[i]=tax[a[i+1]];
        }
        for(int i=1,l=1,r=0;i<=m;++i)//先空跑莫队,找出绿色区间,同时处理前者的贡献
        {
            if(l<q[i].l) two[r].push_back(Node(l,q[i].l-1,-i));
            while(l<q[i].l) q[i].ans+=pre[l-1],++l;
            if(l>q[i].l) two[r].push_back(Node(q[i].l,l-1,i));
            while(l>q[i].l) q[i].ans-=pre[l-2],--l;
            if(r<q[i].r) two[l-1].push_back(Node(r+1,q[i].r,-i));
            while(r<q[i].r) q[i].ans+=pre[r],++r;
            if(r>q[i].r) two[l-1].push_back(Node(q[i].r+1,r,i));
            while(r>q[i].r) q[i].ans-=pre[r-1],--r;
        }
        memset(tax,0,sizeof(tax));
        //二次离线,处理后者的贡献
        for(int i=1;i<=n;++i)
        {
            for(int j=1;j<=ist;++j) ++tax[isu[j]^a[i]];
            for(vector<Node>::iterator it=two[i].begin();it!=two[i].end();++it)
                for(int j=it->l;j<=it->r;++j)
                {
                    int tmp=tax[a[j]];
                    if(j<=i&&k==0) tmp--;
                    if(it->id<0) q[-it->id].ans-=tmp;
                    else q[it->id].ans+=tmp;
                }
        }
        for(int i=1;i<=m;++i) q[i].ans+=q[i-1].ans,ans[q[i].id]=q[i].ans;
        for(int i=1;i<=m;++i)
            printf("%lld
    ",ans[i]);
        return 0;
    }
    
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