• [小白逛公园]|[SP1716]|[UVA1400]解题报告(三合一)


    其实小白逛公园和SP1716是一道题,UVA1400是升级版....都是线段树

    题目链接:

    1.小白逛公园(这有题面)

    2.SP1716 GSS3 - Can you answer these queries III裸题意在这

    3.UVA1400 "Ray, Pass me the dishes!"

    题意:

    n 个数,q 次操作

    操作0 x yA_x 修改为y

    操作1 l r询问区间[l, r]的最大子段和

    常识数据范围。

    思路:这题难在合并,单点修改很容易。我们可以分类讨论,一个区间的最大子段和会从3部分更新过来:

    1.左子树的最大子段和。2.右子树的最大子段和。3.跨越左右子树的最大子段和。

    前两种情况很容易,直接更新即可,考虑第三种情况怎么更新。

    我们开一个结构体

    struct Tree{
        ll pre,suf,sub,val;
    }tree[N];  

    pre为当前区间的最大前缀和,suf为当前区间的最大后缀和,sub为当前区间的最大子段和,val为当前区间的和。

    可以发现,第三种情况为 左子树的最大后缀和+右子树的最大前缀和。

    合并操作分析完毕,接下来只要考虑怎么让代码优雅了.

    合并操作代码

    inline Tree push_up(R Tree q,R Tree e){//左子树   右子树
        Tree w;
        w.pre=max(q.pre,q.val+e.pre);
        w.suf=max(e.suf,e.val+q.suf);
        w.sub=max(max(q.sub,e.sub),q.suf+e.pre);
        w.val=q.val+e.val;
        return w;
    }

    还要注意一点,询问的时候,若左右子树只有一个访问到了,一定不能将两个直接合并,因为另一个没有访问的区间不属于这次询问的范围。

    询问操作代码:

    inline Tree query(R int p,R int l,R int r,R int x,R int y){
        R Tree w,q,e;
        R int pd1=0,pd2=0;
        if(l>=x&&r<=y)return tree[p];
        R int mid=(l+r)>>1;
        if(x<=mid){
            q=query(p<<1,l,mid,x,y);
            pd1=1;
        }
        if(y>mid){
            e=query(p<<1|1,mid+1,r,x,y);
            pd2=1;
        }
        if(pd1&&pd2)w=push_up(q,e);
        else if(pd1)w=q;
        else if(pd2)w=e;
        return w;
    }

    完整代码:

    #include<iostream>
    #include<cstdio>
    #include<cstring>
    #include<algorithm>
    #define R register
    #define ll long long int
    using namespace std;
    const int N=500005<<2;
    ll n,q,a[N];
    struct Tree{
        ll pre,suf,sub,val;
    }tree[N];
    inline Tree push_up(R Tree q,R Tree e){
        Tree w;
        w.pre=max(q.pre,q.val+e.pre);
        w.suf=max(e.suf,e.val+q.suf);
        w.sub=max(max(q.sub,e.sub),q.suf+e.pre);
        w.val=q.val+e.val;
        return w;
    }
    inline void build(R int p,R int l,R int r){
        if(l==r){
            tree[p].pre=tree[p].suf=tree[p].sub=tree[p].val=a[l];
            return;
        }
        R int mid=(l+r)>>1;
        build(p<<1,l,mid);
        build(p<<1|1,mid+1,r);
        tree[p]=push_up(tree[p<<1],tree[p<<1|1]);
    }
    inline void update(R int p,R int l,R int r,R int x,R ll k){//A[x]=k
        if(l==r){
            tree[p].pre=tree[p].suf=tree[p].sub=tree[p].val=k;
            return;
        }
        R int mid=(l+r)>>1;
        if(x<=mid)
            update(p<<1,l,mid,x,k);
        else 
            update(p<<1|1,mid+1,r,x,k);
        tree[p]=push_up(tree[p<<1],tree[p<<1|1]);
    }
    inline Tree query(R int p,R int l,R int r,R int x,R int y){
        R Tree w,q,e;
        R int pd1=0,pd2=0;
        if(l>=x&&r<=y)return tree[p];
        R int mid=(l+r)>>1;
        if(x<=mid){
            q=query(p<<1,l,mid,x,y);
            pd1=1;
        }
        if(y>mid){
            e=query(p<<1|1,mid+1,r,x,y);
            pd2=1;
        }
        if(pd1&&pd2)w=push_up(q,e);
        else if(pd1)w=q;
        else if(pd2)w=e;
        return w;
    }
    int main(){
        scanf("%lld",&n);
        for(R int i=1;i<=n;i++)
        scanf("%lld",&a[i]);
        build(1,1,n);
        scanf("%lld",&q);
        for(R int i=1;i<=q;i++){
            R int pd,x,y;
            scanf("%d%d%d",&pd,&x,&y);
            if(pd==0){
                update(1,1,n,x,y);
            }
            else{
                Tree w;
                if(x>y)swap(x,y);
                w=query(1,1,n,x,y);
                printf("%lld
    ",w.sub);
            }
        }
        return 0;
    }
    View Code

    其实这道题的合并还好,只需要取几个max,Uva1400 的合并才叫恶心,

    题意:

    给出一个长度为n的整数序列D,你的任务是对m个询问做出回答。

    对于询问(a,b),需要找到两个下标x和y,

    使得a<=x<=y<=b,并且Dx+Dx+1+....+Dy尽量大。

    如果有多组满足条件的x和y,x尽量小。

    如果还有多个解,y应该尽量小。

    这道题的结构体需要记录的东西更多:

    struct Tree{
        LL pre,suf,sub,val,lch,rch,ll,rr;
    // 前缀 后缀 最大字段和 区间和 字段和左端点和右端点 前缀和右端点 后缀和左端点 }tree[N<<2];

    为什么要多记录这4个东西?它要求的不是最大子段和,而是最大子段和的左右端点,我们考虑合并的时候需要用到最大子段和,前缀和,后缀和,所以我们需要记录这些。

    合并的时候需要分类讨论:

    1.在保证最大子段和的前提下,x尽量小的情况下,y也尽量小。

    上一道题怎么合并的?取了3个max,总共有7种情况,分类讨论就好了,

    麻烦...

    合并代码:

    inline Tree update(Tree q,Tree e,int pos){
        Tree a;
        a.pre=a.suf=a.sub=a.val=0;a.val=q.val+e.val;//前缀
        
        if((q.val+e.pre)<=q.pre){
            a.pre=q.pre;
            a.ll=q.ll;
        }
        else//前缀
        {
            a.pre=q.val+e.pre;
            a.ll=e.ll;
        }
        
        if((e.val+q.suf)>=e.suf){//后缀
            a.suf=e.val+q.suf;
            a.rr=q.rr;
        }
        else//后缀
        {
            a.suf=e.suf;
            a.rr=e.rr;
        }
        
        if((q.sub>=e.sub)&&(q.sub>=q.suf+e.pre)){//字段和
        
            a.sub=q.sub;
            a.lch=q.lch;
            a.rch=q.rch;
        }
        else
        if((q.suf+e.pre>=q.sub)&&(q.suf+e.pre>=e.sub))//字段和
        {
            a.sub=q.suf+e.pre;
            a.lch=q.rr;
            a.rch=e.ll;
        }
        else//字段和
        {
            a.sub=e.sub;
            a.lch=e.lch;
            a.rch=e.rch;
        }
        return a;
    }
    View Code

    完整代码:

    //a.pre=max(q.pre,q.val+e.pre);
    //a.suf=max(e.suf,e.val+q.suf);原始合并方程
    //a.sub=max(max(q.sub,e.sub),q.suf+e.pre);
    #include<iostream>
    #include<cstdio>
    #include<cstring>
    #include<algorithm>
    #define R register
    #define LL long long int
    using namespace std;
    const int N = 5e5+5 ;
    LL n,m,d[N],num;
    struct Tree{
        LL pre,suf,sub,val,lch,rch,ll,rr;//前缀   后缀    最大字段和   区间和   左区间  右区间     
    }tree[N<<2];
    inline void init(){
        memset(d,0,sizeof(d));
        memset(tree,0,sizeof(tree));
    }
    inline Tree update(Tree q,Tree e,int pos){
        Tree a;
        a.pre=a.suf=a.sub=a.val=0;a.val=q.val+e.val;//前缀
        
        if((q.val+e.pre)<=q.pre){
            a.pre=q.pre;
            a.ll=q.ll;
        }
        else//前缀
        {
            a.pre=q.val+e.pre;
            a.ll=e.ll;
        }
        
        if((e.val+q.suf)>=e.suf){//后缀
            a.suf=e.val+q.suf;
            a.rr=q.rr;
        }
        else//后缀
        {
            a.suf=e.suf;
            a.rr=e.rr;
        }
        
        if((q.sub>=e.sub)&&(q.sub>=q.suf+e.pre)){//字段和
        
            a.sub=q.sub;
            a.lch=q.lch;
            a.rch=q.rch;
        }
        else
        if((q.suf+e.pre>=q.sub)&&(q.suf+e.pre>=e.sub))//字段和
        {
            a.sub=q.suf+e.pre;
            a.lch=q.rr;
            a.rch=e.ll;
        }
        else//字段和
        {
            a.sub=e.sub;
            a.lch=e.lch;
            a.rch=e.rch;
        }
        return a;
    }
    inline void build(R int p,R int l,R int r){
        if(l==r){
            tree[p].pre=tree[p].suf=tree[p].sub=tree[p].val=d[l];
            tree[p].ll=tree[p].rr=tree[p].lch=tree[p].rch=l;
            return;
        }
        R int mid=(l+r)>>1;
        build(p<<1,l,mid);
        build(p<<1|1,mid+1,r);
        tree[p]=update(tree[p<<1],tree[p<<1|1],p);
    }
    inline Tree query(R int p,R int l,R int r,R int x,R int y){
        R Tree q,e,w;
        R int pd1=0,pd2=0;
        if(l>=x&&r<=y)
        {
    
            return tree[p];
        }
        R int mid=(l+r)>>1;
        if(x<=mid){
            q=query(p<<1,l,mid,x,y);
            pd1=1;
        }
        if(y>mid){
            e=query(p<<1|1,mid+1,r,x,y);
            pd2=1;
        }
        if(pd1&&pd2)w=update(q,e,p);
        else if(pd1)w=q;
        else if(pd2)w=e;
        return w;
    }
    int main(){
        while(~scanf("%lld%lld",&n,&m)){
        init();
        num++;
        printf("Case %lld:
    ",num);
        for(R int i=1;i<=n;i++)
        scanf("%lld",&d[i]);
            build(1,1,n);
            for(R int i=1;i<=m;i++){
                R int a,b;
                R Tree c;
                scanf("%d%d",&a,&b);
                 c=query(1,1,n,a,b);
                printf("%lld %lld
    ",c.lch,c.rch);
            }
        }
    }
    View Code

    如果你还是无法调对程序,我这有对拍用的随机数代码:

    #include<cstdio>
    #include<cstdlib>
    #include<ctime>
    #include<algorithm>
    using namespace std;
    int main() {
        freopen("test.in","w",stdout);
        srand((unsigned)time(NULL));
        int T = rand()%5 + 1;
        while(T--) {
            int n = rand()%10+1,m = rand()%5+1;
            printf("%d %d
    ",n,m);
            for(int i = 1; i <= n; i++) 
            if(rand()%2){
                printf("%d ",rand()%100);
            }else printf("%d ",-rand()%100);
            printf("
    ");
            for(int i = 1; i <= m; i++) {
                int l = rand()%n+1,r = rand()%n+1;
                if(l>r) swap(l,r);
                printf("%d %d
    ",l,r);
            }
        }
        return 0;
    }
    View Code

    鬼知道这道题我调了多久...

    总结:第一次做到合并的复杂操作,估计其它类型的合并也是类似的方法,至少我会的合并方法不是简单的tree[p]=tree[p<<1]+tree[p<<1|1]了。

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