NOI2016 区间 【线段树】

题目

在数轴上有 n个闭区间 [l1,r1],[l2,r2],...,[ln,rn]。现在要从中选出 m 个区间，使得这 m个区间共同包含至少一个位置。换句话说，就是使得存在一个 x，使得对于每一个被选中的区间 [li,ri]，都有 li≤x≤ri。
对于一个合法的选取方案，它的花费为被选中的最长区间长度减去被选中的最短区间长度。区间 [li,ri] 的长度定义为 ri−li，即等于它的右端点的值减去左端点的值。
求所有合法方案中最小的花费。如果不存在合法的方案，输出 −1。

输入格式

第一行包含两个正整数 n,m用空格隔开，意义如上文所述。保证 1≤m≤n
接下来 n行，每行表示一个区间，包含用空格隔开的两个整数 li 和 ri 为该区间的左右端点。
N<=500000,M<=200000,0≤li≤ri≤10^9

输出格式

只有一行，包含一个正整数，即最小花费。

输入样例

6 3

3 5

1 2

3 4

2 2

1 5

1 4

输出样例

2

题解

比较容易想到，如果我们对所选的区间都+1，那么一定存在某个位置的值>=m
先对区间离散化
这样我们可以得到一个\(O(n^3)\)的算法

区间修改求最值，离散化后用线段树优化，可以做到\(O(n^2logn)\)

为了进一步减小一个n，我们将区间按区间长度排序
从小开始逐个加入线段树中，直到出现>=m的位置，再尝试从小开始从线段树中删除，直至满足>=m时再移动右端点

可以证明这样做的正确性
因为区间过多不影响存在某位置>=m，通过不断移动右端点，有解一定可以判出
设当前解为len，如果不移动左端点，右端点移动的结果一定不会比len要小
所以在满足条件的情况下应尽量移动左端点
\(O(nlogn)\)

#include<iostream>
#include<cmath>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#define LL long long int
#define REP(i,n) for (int i = 1; i <= (n); i++)
#define Redge(u) for (int k = h[u],to; k; k = ed[k].nxt)
#define BUG(s,n) for (int i = 1; i <= (n); i++) cout<<s[i]<<' '; puts("");
#define ls (u << 1)
#define rs (u << 1 | 1)
using namespace std;
const int maxn = 1000005,maxm = 500005,INF = 1000000000;
inline int read(){
	int out = 0,flag = 1; char c = getchar();
	while (c < 48 || c > 57) {if (c == '-') flag = -1; c = getchar();}
	while (c >= 48 && c <= 57) {out = (out << 3) + (out << 1) + c - '0'; c = getchar();}
	return out * flag;
}
struct node{int l,r;}e[maxm];
int b[maxn],bi,tot = 1,n,m,ans = INF;
int mx[4 * maxn],tag[4 * maxn];
inline bool operator <(const node& a,const node& x){
	return (b[a.r] - b[a.l]) < (b[x.r] - b[x.l]);
}
int getn(int x){return lower_bound(b + 1,b + 1 + tot,x) - b;}
void pd(int u){
	if (tag[u]){
		mx[ls] += tag[u]; mx[rs] += tag[u];
		tag[ls] += tag[u]; tag[rs] += tag[u];
		tag[u] = 0;
	}
}
void modify(int u,int l,int r,int L,int R,int x){
	if (l >= L && r <= R){
		mx[u] += x; tag[u] += x;
		return;
	}
	pd(u);
	int mid = l + r >> 1;
	if (mid >= L) modify(ls,l,mid,L,R,x);
	if (mid < R) modify(rs,mid + 1,r,L,R,x);
	mx[u] = max(mx[ls],mx[rs]);
}
int main(){
	n = read(); m = read();
	for (int i = 1; i <= n; i++)
		b[++bi] = e[i].l = read(),b[++bi] = e[i].r = read();
	sort(b + 1,b + 1 + bi);
	for (int i = 2; i <= bi; i++) if (b[i] != b[tot]) b[++tot] = b[i];
	for (int i = 1; i <= n; i++)
		e[i].l = getn(e[i].l),e[i].r = getn(e[i].r);
	sort(e + 1,e + 1 + n);
	modify(1,1,tot,e[1].l,e[1].r,1);
	int l = 1,r = 1,L,R;
	L = R = b[e[1].r] - b[e[1].l];
	if (mx[1] >= m) ans = min(ans,R - L);
	while (r <= n){
		while (mx[1] >= m && l < r){
			modify(1,1,tot,e[l].l,e[l].r,-1);
			l++;
			L = b[e[l].r] - b[e[l].l];
			if (mx[1] >= m) ans = min(ans,R - L);
		}
		r++;
		if (r > n) break;
		R = b[e[r].r] - b[e[r].l];
		modify(1,1,tot,e[r].l,e[r].r,1);
		if (mx[1] >= m) ans = min(ans,R - L);
	}
	printf("%d\n",ans == INF ? -1 : ans);
	return 0;
}