BZOJ.2653.[国家集训队]middle(可持久化线段树 二分)

BZOJ
洛谷


求中位数除了\(sort\)还有什么方法?二分一个数\(x\),把\(<x\)的数全设成\(-1\)\(\geq x\)的数设成\(1\),判断序列和是否非负。
对于询问\((a,b,c,d)\),同样也可以二分中位数\(x\),然后把原序列对应地改为\(+1\)\(-1\)
此时区间\([b,c]\)中的数是必选的,求一个和\(sum\)。显然对于区间\([a,b-1]\),我们可以求一个和最大的后缀;对于区间\([c+1,d]\),可以求一个和最大的前缀。然后判断总和是否非负。
这些都可以建出线段树来维护。

显然每次二分不能重新建树。考虑刚开始时对每个\(x\)建一棵树。
假设序列中的数互不相同,每次二分的数从\(x\)变成\(x+1\)时,显然与\(x\)相比,从\(+1\)变成\(-1\)的数只有一个。也就是每次与上一次相比,只会改变一个位置。
如果序列中的数会重复,显然总复杂度也不会受影响。
所以可以对每个\(x\)建可持久化线段树,维护区间和、最大前缀后缀和即可。

复杂度\(O(n\log n+q\log^2n)\)

对于重复的数(假设有\(c\)个位置满足\(A_i=x\)),其实不需要去重,建\(c\)棵不同的线段树即可。无论真正的中位数和\(x\)的关系如何,一定能二分到正确位置。
如果去重,注意对于每个值我们要保留最开始的那棵树(比如2 2 2,一直修改root[now]的话会是-1 -1 1,实际上可以是1 1 1 )。注意线段树范围是1~n不是1~cnt。。
去重虽然能优化二分边界,但是好像没什么实际效果(更慢了)= =

话说这就是可持久化线段树啊,为什么要叫它主席树呢


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#include <cstdio>
#include <cctype>
#include <assert.h>
#include <algorithm>
//#define gc() getchar()
#define MAXIN 50000
#define gc() (SS==TT&&(TT=(SS=IN)+fread(IN,1,MAXIN,stdin),SS==TT)?EOF:*SS++)
typedef long long LL;
const int N=20005;

int root[N];
std::pair<int,int> A[N];
char IN[MAXIN],*SS=IN,*TT=IN;
struct Segment_Tree
{
    #define ls son[x][0]
    #define rs son[x][1]
    #define S N*19//建树还有一个2n空间,但是不要卡着开n(2+logn)= = 
    int tot,Ans,son[S][2],sum[S],pre[S],suf[S];
    #undef S
    inline void Update(int x)
    {
        int l=ls, r=rs;
        sum[x]=sum[l]+sum[r];
        pre[x]=std::max(pre[l],sum[l]+pre[r]);
        suf[x]=std::max(suf[r],sum[r]+suf[l]);
    }
    void Build(int &x,int l,int r)
    {
        x=++tot;
        if(l==r) {sum[x]=pre[x]=suf[x]=1; return;}
        int m=l+r>>1;
        Build(ls,l,m), Build(rs,m+1,r), Update(x);
    }
    void Modify(int &x,int y,int l,int r,int p)
    {
        x=++tot;
        if(l==r) {sum[x]=-1; return;}
        int m=l+r>>1;
        p<=m ? (rs=son[y][1],Modify(ls,son[y][0],l,m,p)) : (ls=son[y][0],Modify(rs,son[y][1],m+1,r,p));
        Update(x);
    }
    int QuerySum(int x,int l,int r,int L,int R)
    {
        if(L<=l && r<=R) return sum[x];
        int m=l+r>>1;
        if(L<=m)
            if(m<R) return QuerySum(ls,l,m,L,R)+QuerySum(rs,m+1,r,L,R);
            else return QuerySum(ls,l,m,L,R);
        return QuerySum(rs,m+1,r,L,R);
    }
    void QueryPre(int x,int l,int r,int L,int R)
    {
        if(L<=l && r<=R)
        {
            Ans=std::max(pre[x],Ans+sum[x]);
            return;
        }
        int m=l+r>>1;
        if(m<R) QueryPre(rs,m+1,r,L,R);
        if(L<=m) QueryPre(ls,l,m,L,R);//max(QueryPre(lson),QuerySum(lson)+QueryPre(rson)) 这样写的复杂度是啥啊...= = 
    }
    void QuerySuf(int x,int l,int r,int L,int R)
    {
        if(L<=l && r<=R)
        {
            Ans=std::max(suf[x],Ans+sum[x]);
            return;
        }
        int m=l+r>>1;
        if(L<=m) QuerySuf(ls,l,m,L,R);
        if(m<R) QuerySuf(rs,m+1,r,L,R);
    }
}T;

inline int read()
{
    int now=0;register char c=gc();
    for(;!isdigit(c);c=gc());
    for(;isdigit(c);now=now*10+c-48,c=gc());
    return now;
}
bool Check(int x,int n,int a,int b,int c,int d)
{
    int s=T.QuerySum(root[x],1,n,b,c);
    if(s>=0) return 1;
    if(a<b)
    {
        T.Ans=0, T.QuerySuf(root[x],1,n,a,b-1);//可以用同一个函数直接Query合并区间的=v= 为了常数算了= = 
        if((s+=T.Ans)>=0) return 1;
    }
    if(c<d)
    {
        T.Ans=0, T.QueryPre(root[x],1,n,c+1,d);
        if((s+=T.Ans)>=0) return 1;
    }
    return 0;
}

int main()
{
    static int ref[N];
    const int n=read();
    for(int i=1; i<=n; ++i) A[i]=std::make_pair(read(),i);
    std::sort(A+1,A+1+n); int cnt=1; ref[1]=A[1].first;
    for(int i=2; i<=n; ++i) if(A[i].first!=A[i-1].first) ref[++cnt]=A[i].first;
    T.Build(root[1],1,n), root[2]=root[1];
//  for(int i=2; i<=n; ++i) T.Modify(root[i],root[i-1],1,n,A[i-1].second);
    for(int i=2,now=2; i<=n; ++i)//A[n]不用管.
    {
        T.Modify(root[now],root[now],1,n,A[i-1].second);
        if(A[i].first!=A[i-1].first) ++now, root[now]=root[now-1];//root[++now]=root[now-1] 还是不要写这种语句了=-= 
    }
    for(int Q=read(),ans=0,q[4]; Q--; )
    {
        q[0]=(read()+ans)%n+1, q[1]=(read()+ans)%n+1, q[2]=(read()+ans)%n+1, q[3]=(read()+ans)%n+1;
        std::sort(q,q+4);
        int l=1,r=cnt,mid;
        while(l<=r)
            if(Check(mid=l+r>>1,n,q[0],q[1],q[2],q[3])) ans=mid, l=mid+1;
            else r=mid-1;
        printf("%d\n",ans=ref[ans]);
    }

    return 0;
}

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