分块——优化的暴力

对于很多的题目,我们都可以找到n^2的暴力算法。

但是,当n在10000到200000之间的时候,n^2基本稳稳卡掉。

发现,这样的题目,经常还与区间有关系的时候,可以考虑分块做法。

 

分块,顾名思义,就是把待处理的整个大区间分成若干块。

口诀是:块外暴力,块内查表。

那么这个块的大小应该怎么分呢??

应该是sqrt(n)大小。

证明:

大概是:如果块大小为k,那么块内查表可能是n/k,然后块外暴力是k的,

要平均一下,n/k=k,那么,k=sqrt(n)最优。

这样,块内处理,和块连在一起处理,都是sqrt(n)的。

 

自我感觉,分块很巧妙的把各种复杂度都向sqrt(N)靠近

发现很多的题,都是时间复杂度n根号n,空间复杂度也是n根号n

而且不管是什么操作,基本上都是根号n。既没有n^2,也不存在O(1)

感觉,巧妙地把复杂度平均了一下。

 

分块虽然是暴力,但是是一种非常有水平的暴力。

关键是状态的设计,怎样达到块外暴力,块内查表。

大概的感觉是,都要围绕块来进行设计。

而且,通常要有两个以上函数状态有机配合。。。

 

例题1:BZOJ 4241历史研究

Description:

一句话题意:求区间加权众数。

Solution:

f[i][j]表示从第i块开头到j的最大值 (查询的时候,块内查表)
cnt[i][j]表示从第i块开始到序列末尾j出现了多少次(便于暴力中的后缀差分)
边角余料处理一下就好啦~

Code:

一般情况下,对于块的左右端点有两种求法。

1.lower_bound(blo+1,blo+n+1,blo[x])块的左端点。

lower_bound(blo+1,blo+n+1,blo[x]+1)块的右端点+1

2.处理块的时候,直接结构体记录块的左右端点。(推荐)

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int N=100050;
const int B=333;
ll f[B][N],cnt[B][N];
int a[N],b[N],tot;
int num[N],sta[N],top;
int blo[N],BLO;
int n,m;
ll ans;
int main()
{
    scanf("%d%d",&n,&m);
    BLO=sqrt(n);
    for(int i=1;i<=n;i++)scanf("%d",&a[i]),blo[i]=(i-1)/BLO+1,b[i]=a[i];
    sort(b+1,b+n+1);tot=unique(b+1,b+n+1)-b-1;
    for(int i=1;i<=n;i++)a[i]=lower_bound(b+1,b+n+1,a[i])-b;
    for(int i=1;i<=blo[n];i++){
        ll now=0;
        for(int j=lower_bound(blo+1,blo+n+1,i)-blo;j<=n;j++){
            cnt[i][a[j]]++,now=max(now,(ll)cnt[i][a[j]]*b[a[j]]),f[i][j]=now;
        }
    }
    int xx,yy;
    while(m--){
        scanf("%d%d",&xx,&yy);ans=f[blo[xx]+1][yy];
        int tmp=lower_bound(blo+1,blo+n+1,blo[yy])-blo;top=0;
        for(int i=tmp;i<=yy;i++) num[a[i]]++,sta[++top]=a[i];
        tmp=lower_bound(blo+1,blo+n+1,blo[xx]+1)-blo;
        for(int i=xx;i<tmp;i++){
            num[a[i]]++;sta[++top]=a[i];
            ans=max(ans,(ll)((ll)num[a[i]]+cnt[blo[xx]+1][a[i]]-cnt[blo[yy]][a[i]])*b[a[i]]);
        }
        for(int i=1;i<=top;i++)num[sta[i]]=0;
        printf("%lld\n",ans);
    }
    return 0;
}

 

 

例题2:[HNOI2010]弹飞绵羊

Description:

某天,Lostmonkey发明了一种超级弹力装置,为了在他的绵羊朋友面前显摆,他邀请小绵羊一起玩个游戏。游戏一开始,Lostmonkey在地上沿着一条直线摆上n个装置,每个装置设定初始弹力系数ki,当绵羊达到第i个装置时,它会往后弹ki步,达到第i+ki个装置,若不存在第i+ki个装置,则绵羊被弹飞。绵羊想知道当它从第i个装置起步时,被弹几次后会被弹飞。为了使得游戏更有趣,Lostmonkey可以修改某个弹力装置的弹力系数,任何时候弹力系数均为正整数。

Solution:

(LCT裸题,我们不管这个,因为我不会)

(upda2018.11.14:现在会了,LCT请见[学习笔记]动态树Link-Cut-Tree

发现,直接枚举是n^2的。但是,许多的位置出发,可能会走到同一个位置,再跳出去。

类似于记忆化的思想。

假如设f[i]表示,从i开始,跳f[i]步出去。预处理倒序O(n)即可

查询是O(1)的。

但是一旦修改了,就会整个前面的f都会变。就凉凉了。。

要是修改只改一部分就好了。

即使查询不是O(1)也没关系啊。

 

分块,就来把这两个复杂度平均一下,都变成sqrt(n)

维护f[i],g[i]
f[i] 表示跳几次可以跳出所在块
g[i] 表示跳出所在块后到达的位置。
在查询时,我们O(sqrt(n))的时间进行“整块”的模拟,可以得到结果。

这样,我们以块为单位,出了块就交给别人去管就可以了。

f,g的巧妙搭配,使得查询只需要模拟即可!!

而且,修改时,只有块内收到了影响。暴力倒序修改即可。

 

Code:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=200000+10;
int n,m;
int BLO,blo[N];
int f[N],g[N];
int a[N]; 
int ans;
struct node{
    int l,r;
}kua[N];
int main()
{
    scanf("%d",&n);BLO=sqrt(n);
    for(int i=1;i<=n;i++) {
    scanf("%d",&a[i]),blo[i]=(i-1)/BLO+1;
    if(!kua[blo[i]].l) kua[blo[i]].l=i;
    kua[blo[i]].r=i;
    }
    for(int i=1;i<=blo[n];i++){
        for(int j=kua[i].r;j>=kua[i].l;j--){
            int to=j;
            while(to<=kua[i].r){
                if(!f[to]) to=to+a[j],f[j]++;
                else f[j]+=f[to],to=g[to];
            }
            g[j]=to;
        }
    }
    scanf("%d",&m);
    int op,x,y;
    while(m--){
        scanf("%d%d",&op,&x);x++;
        if(op==1){
            ans=0;
            int to=x;
            while(to<=n){
                ans+=f[to];
                to=g[to];
            }
            printf("%d\n",ans);
        }
        else{
            scanf("%d",&y);
            a[x]=y;
            for(int i=kua[blo[x]].r;i>=kua[blo[x]].l;i--){
                f[i]=g[i]=0;
                int to=i;
                while(to<=kua[blo[x]].r){
                    if(!f[to]) to=to+a[i],f[i]++;
                    else f[i]+=f[to],to=g[to];
                }
                g[i]=to;
            }
        }
    }
    return 0;
}

 

upda:2018.9.22

以上两个题都是关于序列分块。

其实,我们可以分块的不止是序列这个东西。

还可以是抽象的。

比如,把询问的模数p分块。

p<=sqrt(n),余数<=sqrt(n)

p>sqrt(n),x=p*k+v的k也<=sqrt(n)

也是一种平均一下复杂度,达到msqrt(n)的均衡。

例题:9.22模拟赛 经典的区间mod p=v的个数查询

 

静态无修O(nsqrt(n))区间逆序对

n根号n解决在线无修区间逆序对问题

逆序对两种求法:树状数组,归并排序

后者如果在已经排好序的情况下,只要O(元素个数)即可完成逆序对统计~!

然后对权值离散化,

1.每个块开一个桶维护根号个权值

2.以及每个位置的值在所在块的排名

块内查询:预处理每个位置到块头的贡献,差分,再处理[u,l-1][l,r]的贡献(桶排+归并)

整块之间:f[l,r]=f[l,r-1]+f[l+1,r]-f[l+1,r-1]+calc(l,r),calc(l,r)归并

散块和整块:预处理每个位置对整块的影响(前面的,后面的),做一个后缀和/前缀和。然后枚举每一个散块,对所有整块影响用后缀和/前缀和差分即可

散块和散块:归并

 

带修O(nsqrt(n))区间第K大

(大概值域不能太大,因为带修改就不能离散化了。。。)

序列分块,值域也分块!

每个块维护S[i],块内权值i*S~(i+1)*S-1的个数,以及S2[i],块内值为i的数的个数

枚举权值在哪一块,确定之后再枚举权值是哪一个。

跨越块,S开成前缀和的,零散部分暴力处理S和S2

(可能也就带插入区间K小值配合块状链表用用了,别的时候树状数组套线段树就可以了)

 

posted @ 2018-08-01 19:55  *Miracle*  阅读(725)  评论(0编辑  收藏  举报