折叠
区间修改,区间查询,这一类题通常都可以使用线段树解决,但对于此题,树状数组同样可以,而且常数较小,代码简单。
思路:
考虑使用树状数组去维护差分数组,即对于
a
i
a_i
ai,我们使用树状数组去维护
∣
a
i
−
a
i
−
1
∣
|a_i-a_{i-1}|
∣ai−ai−1∣的值。
对于修改,我们对一段区间进行修改的时候,能对结果产生影响的只有左右端点,因为绝对值之差相互抵消了。
所以我们考虑修改时,端点的影响即可。
对于
a
l
a_l
al,若
a
l
−
1
≤
a
l
a_{l-1}\leq a_l
al−1≤al,那么我们在对
a
l
a_l
al进行加一后,我们会发现,
∣
a
l
−
a
l
−
1
∣
|a_l-a_{l-1}|
∣al−al−1∣的值同样会加一,所以我们正常给
a
l
a_l
al加一即可。
反之,
a
l
−
1
>
a
l
a_{l-1}>a_{l}
al−1>al,那么在给
a
l
a_l
al加一的时候,
∣
a
l
−
a
l
−
1
∣
|a_l-a_{l-1}|
∣al−al−1∣的值会减小,所以此时我们需要给该值减一。
对于
r
,
r
+
1
r,r+1
r,r+1位置的分析同理。
同时,又因为查询需要输出
a
l
a_l
al的值,所以我们再开一个树状数组去单独维护每个值的大小即可。
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 2e5 + 5;
typedef long long ll;
typedef pair<ll, ll> pll;
typedef array<ll, 3> p3;
int mod = 1e9+7;
const int maxv = 4e6 + 5;
// #define endl "\n"
struct MIT
{
ll tr[N];
int lowbit(int x) {
return x & (-x);
}
void add(int u, int v) {
for (int i = u; i < N; i += lowbit(i)) {
tr[i] += v;
}
}
ll query(int x) {
ll res = 0;
for (int i = x; i > 0; i -= lowbit(i)) {
res += tr[i];
}
return res;
}
};
MIT t1,t2;
void solve()
{
int n,q;
cin>>n>>q;
vector<int> a(n+5);
for(int i=1;i<=n;i++){
cin>>a[i];
t1.add(i,a[i]-a[i-1]);
t2.add(i,abs(a[i]-a[i-1]));
}
while(q--){
int op,l,r;
cin>>op>>l>>r;
if(op==1){
cout<<t1.query(l)+t2.query(r)-t2.query(l)<<endl;
}
else{
ll c1=t1.query(l-1),c2=t1.query(l);
if(c2-c1>=0) t2.add(l,1);
else t2.add(l,-1);
c1=t1.query(r),c2=t1.query(r+1);
if(c2-c1>0) t2.add(r+1,-1);
else t2.add(r+1,1);
t1.add(l,1),t1.add(r+1,-1);
}
}
}
int main()
{
ios::sync_with_stdio(0);
cin.tie(0);
cout.tie(0);
int t;
t=1;
//cin>>t;
while(t--){
solve();
}
system("pause");
return 0;
}
Mex and Update
问题陈述
给你一个长度为
N
N
N 的序列
A
=
(
A
1
,
A
2
,
…
,
A
N
)
A=(A_1,A_2,\dots,A_N)
A=(A1,A2,…,AN)。
请按给出的顺序回答下列
Q
Q
Q 个问题。
k k k个查询按以下格式给出:
- 首先,将 A i k A_{i_k} Aik改为 x k x_k xk。这一改动将带入后续查询。
- 然后,打印
A
A
A的
m
e
x
\rm{mex}
mex。
- A A A的 m e x \rm{mex} mex是不包含在 A A A中的最小非负整数。
可以说一道典题,收获不小。有两种思路:第一种就是set,第二种就是树状数组,两种方法接下来都会介绍。
set做法
我们使用set去记录序列中没有出现过的数,那么这样对于每次查询而言,我们输出set的第一个元素即可。同时,我们使用
c
n
t
cnt
cnt数组去维护每个数在序列中的出现次数,然后每次修改时去
c
n
t
cnt
cnt数组中对应删除或是添加。
对于删除操作,若该元素删去一次后变为 0 ,即代表这个数不存在于序列中了,所以需要放入 set ;
对于添加操作,若该元素添加后次数变为1,即代表该数第一次出现在序列中(即之前不存在于序列中,存在于set中),所以此时需要把这个数从set中删除即可。
时间复杂度:
q
l
o
g
n
qlogn
qlogn
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 2e5 + 5;
typedef long long ll;
typedef pair<ll, ll> pll;
typedef array<ll, 3> p3;
int mod = 1e9+7;
const int maxv = 4e6 + 5;
// #define endl "\n"
void solve()
{
int n,q;
cin>>n>>q;
set<int> s;
map<int,int >mp;//不使用map,使用正常数组即可。
vector<int> a(n+5);
for(int i=1;i<=n;i++){
cin>>a[i];
mp[a[i]]++;
}
for(int i=0;i<=n;i++){
if(!mp.count(i)) s.insert(i);
}
while(q--){
int id,x;
cin>>id>>x;
if(mp[a[id]]){
mp[a[id]]--;
mp[x]++;
if(mp[x]==1) s.erase(x);
if(mp[a[id]]==0){
s.insert(a[id]);
}
a[id]=x;
}
cout<<*s.begin()<<endl;
}
}
int main()
{
ios::sync_with_stdio(0);
cin.tie(0);
cout.tie(0);
int t;
t=1;
//cin>>t;
while(t--){
solve();
}
system("pause");
return 0;
}
树状数组
思路:我们考虑将每个元素放入树状数组中,即将值域映射到下标,通过0/1去判断这个数是否存在。经过上述操作后,我们对于mex的判断为:因为树状数组返回的是
1
−
i
1-i
1−i的前缀和,即对于第 i 个数,我们可以知道前面有多少个比 i 小的数,那么我们可以在树状数组上进行二分(前缀和保证了单调性),找到第一个下标大于其对应值的地方,即为mex。
时间复杂度:
q
×
(
l
o
g
n
)
2
q\times(logn)^2
q×(logn)2
细节有点多,具体看代码注释。
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 4e5 + 5;
typedef long long ll;
typedef pair<ll, ll> pll;
typedef array<ll, 3> p3;
int mod = 1e9+7;
const int maxv = 4e6 + 5;
// #define endl "\n"
int n,q;
vector<int> a(N),b(N);
struct MIT
{
ll tr[N];
int lowbit(int x) {
return x & (-x);
}
void add(int u, int v) {
for (int i = u; i < N; i += lowbit(i)) {
tr[i] += v;
}
}
ll query(int x) {
ll res = 0;
for (int i = x; i > 0; i -= lowbit(i)) {
res += tr[i];
}
return res;
}
};
MIT c;
int cal()//树状数组二分过程
{
int l=1,r=n+1,ans=0;
while(l<=r){
int mid=(l+r)/2;
if(c.query(mid)==mid){
ans=mid;
l=mid+1;
}
else r=mid-1;
}
return ans;
}
void solve()
{
cin>>n>>q;
for(int i=1;i<=n;i++) cin>>a[i],a[i]++;//把每个元素加1,因为树状数组不能为0
for(int i=1;i<=n;i++){
if(a[i]<=n+1){//如果当前数大于n,那么放入树状数组就没有意义了,因为mex只能为0-n之间
if(b[a[i]]==0){//如果这个数没有出现过,我们就进行添加
c.add(a[i],1);
}
b[a[i]]++;//记录该数的出现次数
}
}
while(q--){
ll id,x;
cin>>id>>x;
x++;
if(a[id]<=n+1){//同理
if(b[a[id]]==1) c.add(a[id],-1);
//如果当前数的次数为1,即删一次为0,即我们修改后这个数不存在了,所以就需要把这个数从树状数组中删除
b[a[id]]--;
}
if(x<=n+1){//同理
if(b[x]==0) c.add(x,1);
b[x]++;
}
a[id]=x;//把当前数的值修改为x
cout<<cal()<<endl;
}
}
int main()
{
ios::sync_with_stdio(0);
cin.tie(0);
cout.tie(0);
int t;
t=1;
//cin>>t;
while(t--){
solve();
}
system("pause");
return 0;
}
由于set的做法写的不是很好,导致set的运行时间比树状数组还长…
大风起兮
简化一下题意,给定一个数组,有
q
q
q次操作,每次操作选择一个编号为
x
x
x的元素删除,要求输出每次操作的中位数。
思路
考虑树状数组在这题中如何进行应用,我们同样把值域映射到下标,去统计对于第 i 个数,其前面有多少个比他小的数。然后运用二分去找值为
n
/
2
n/2
n/2的下标即为所求。
因为值域很大所以需要进行离散化。
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 2e5 + 5;
typedef long long ll;
typedef pair<ll, ll> pll;
typedef array<ll, 3> p3;
int mod = 1e9+7;
const int maxv = 4e6 + 5;
// #define endl "\n"
struct MIT
{
ll tr[N];
int lowbit(int x) {
return x & (-x);
}
void add(int u, int v) {
for (int i = u; i < N; i += lowbit(i)) {
tr[i] += v;
}
}
ll query(int x) {
ll res = 0;
for (int i = x; i > 0; i -= lowbit(i)) {
res += tr[i];
}
return res;
}
};
int n,q;
int a[N];
MIT tr;
int cal(int x)
{
int l=1,r=N,ans=0;
while(l<=r){
int mid=(l+r)/2;
if(tr.query(mid)>=x){
r=mid-1;
ans=mid;
}
else l=mid+1;
}
return ans;
}
void solve()
{
cin>>n;
vector<int> b;
for(int i=1;i<=n;i++){
scanf("%d",&a[i]);
b.push_back(a[i]);
}
b.push_back(0);
sort(b.begin(),b.end());
b.erase(unique(b.begin(),b.end()),b.end());//离散化不多说了
for(int i=1;i<=n;i++){
int t=lower_bound(b.begin(),b.end(),a[i])-b.begin();
a[i]=t;
tr.add(t,1);
}
int q;
cin>>q;
while(q--){
int x;
cin>>x;
x=a[x];
tr.add(x,-1);
n--;
if(n%2==0){
double ans=(b[cal(n/2)]+b[cal(n/2+1)])*1.0/2;
printf("%.1lf ",ans);
}
else{
double ans=b[cal((n+1)/2)]*1.0;
printf("%.1lf ",ans);
}
}
//cout<<endl;
}
int main()
{
int t;
t=1;
while(t--){
solve();
}
//system("pause");
return 0;
}