HDU-3436 Queue-jumpers 树状数组 | Splay tree删除,移动

　　题目链接：http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=3436

　　树状数组做法<猛戳>

　　Splay tree的经典题目，有删除和移动操作。首先要离散化各个点，而且对于没有区间还要缩点。对于Top操作，先把目标节点删除，然后移到最左端。Query操作，Splay(tar,0)，然后直接访问size。对于Rank操作，通过size产找即可。注意，在每次更新后，都要把处理过的节点都要Splay(tar,0)才能保证复杂度为O(log n)，因为这样才能方便下次的访问，因为这个TLE了一个下午+一个晚上。。。。Splay()操作太神了。。

//STATUS:C++_AC_187MS_4196KB
#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<<1],ch[N<<1][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<<1],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 op[N],cnt[N<<1],s[N<<1],e[N<<1];
int num[N],p[N];
int T,n,m,up;
//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
",x,ch[x][0],ch[x][1],pre[x],sz[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,int size)
{
 //   if(top)x=st[--top];
 //   else x=++tot;
    x=k;
    pre[x]=fa;
    sz[x]=cnt[x]=size;
    ch[x][0]=ch[x][1]=0;  //左右孩子为空
}

inline void Push_Up(int x)
{
    sz[x]=sz[ch[x][0]]+sz[ch[x][1]]+cnt[x];
}
//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];
    //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,z,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;
}

int Get_Min(int x)
{
    while(ch[x][0])x=ch[x][0];
    return 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,mid,e[mid]-s[mid]+1);
    BuildTree(ch[x][0],l,mid-1,x);
    BuildTree(ch[x][1],mid+1,r,x);
    Push_Up(x);
}

void Init()
{
    root=tot=top=0;
    ch[0][0]=ch[0][1]=pre[0]=sz[0]=cnt[0]=0;

    int i,t,k;
    char ss[8];
    p[0]=0,t=1;
    for(i=1;i<=m;i++){
        scanf("%s%d",ss,&num[i]);
        op[i]=ss[0]=='T'?1:ss[0]=='Q'?2:0;
        if(op[i])p[t++]=num[i];
    }
    sort(p,p+t);
    for(k=1,i=2;i<t;i++)
        if(p[i]!=p[k])p[++k]=p[i];
    for(i=1,up=0;i<=k;i++){
        if(p[i]-p[i-1]>1){
            s[++up]=p[i-1]+1;
            e[up]=p[i]-1;
        }
        s[++up]=p[i];
        e[up]=p[i];
    }
    if(e[up]!=n){
        ++up;
        s[up]=e[up-1]+1;
        e[up]=n;
    }
    BuildTree(root,1,up,0);
}
//删除编号为x的节点
void Delete(int x)
{
    int y=pre[x],s;
    if(sz[x]==cnt[x]){
        ch[y][ch[y][1]==x]=0;
        s=y;
    }
    else if(ch[x][0]==0 || ch[x][1]==0){
        s=ch[x][0]?ch[x][0]:ch[x][1];
        if(y)ch[y][ch[y][1]==x]=s;
        pre[s]=y;
    }
    else {
        s=Get_Min(ch[x][1]);
        Splay(s,x);
        if(ch[x][0]){
            ch[s][0]=ch[x][0];
            pre[ch[x][0]]=s;
        }
        pre[s]=y;
        if(y)ch[y][ch[y][1]==x]=s;
    }
    if(y==0)root=s;
    Splay(s,0);
}

void Top(int tar)
{
    if(sz[root]==cnt[root])return;
    Delete(tar);
    int x=Get_Min(root);
    ch[x][0]=tar;
    pre[tar]=x;
    sz[tar]=cnt[tar];
    ch[tar][0]=ch[tar][1]=0;
    Splay(tar,0);
}

int Query(int tar)
{
    Splay(tar,0);
    return sz[ch[root][0]]+cnt[tar];
}

int Rank(int k)
{
    int x=root;
    while(1){
        if(k>sz[ch[x][0]] && k<=sz[ch[x][0]]+cnt[x]){
            k-=sz[ch[x][0]];
            break;
        }
        else if(k<=sz[ch[x][0]])
            x=ch[x][0];
        else {
            k-=sz[ch[x][0]]+cnt[x];
            x=ch[x][1];
        }
    }
    return s[x]+k-1;
}

int binary(int l,int r,int tar)
{
    int mid;
    while(l<r){
        mid=(l+r)>>1;
        if(e[mid]<tar)l=mid+1;
        else if(s[mid]>tar)r=mid;
        else return mid;
    }
    return -1;
}

int main()
{
 //   freopen("in.txt","r",stdin);
    int i,j,ca=1,tar;
    scanf("%d",&T);
    while(T--)
    {
        scanf("%d%d",&n,&m);
        Init();
        printf("Case %d:
",ca++);
        for(i=1;i<=m;i++){
            if(op[i]){
                tar=binary(1,up+1,num[i]);
                if(op[i]==1)Top(tar);
                else printf("%d
",Query(tar));
            }
            else printf("%d
",Rank(num[i]));
        }
    }
    return 0;
}