AtCoder Beginner Contest 247 E - Max Min

题目描述

简要描述：给定一个长度为 \(N\) 的数组，求数组的子数组满足最大值为 \(X\) 且最小值为 \(Y\) 的子区间的个数。

做法

1. ST表 + 二分

时间复杂度： \(O(n \log n)\)

对于每个位置，二分出以它为左端点最大值为 \(X\) 的最远和最近的位置，以及以它为左端点最小值为 \(Y\) 的最远和最近的位置，然后对两个区间求区间交即可统计答案

代码

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#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
using ll = long long;

template <typename T> void chkmax(T &x, T y) { x = max(x, y); }
template <typename T> void chkmin(T &x, T y) { x = min(x, y); }

//使用的时候注意判断如果 多个最值 取左边下标还是右边下标
//分别对应 >= >   <= <
template<typename T> 
class ST{
  public:
  ST(vector<T> a, int _n) : a(a), n(_n) { // cope with in [0,n-1] 
    lg.resize(n + 1); lg[1] = 0; 
    for (int i = 2; i <= n; i ++ ) lg[i] = lg[i >> 1] + 1;
    int m = lg[n] + 1;
    maxv.resize(m); minv.resize(m);
    
    for (int i = 0; i < m; i ++ ) maxv[i].resize(n), minv[i].resize(n); 
    for (int i = 0; i < n; i ++ ) maxv[0][i] = minv[0][i] = a[i];

    for (int i = 1; i < m; i ++ ) {
      for (int j = 0; j <= n - (1 << i); j ++ ) {
        maxv[i][j] = max(maxv[i - 1][j], maxv[i - 1][j + (1 << (i - 1))]);
        minv[i][j] = min(minv[i - 1][j], minv[i - 1][j + (1 << (i - 1))]);
      }
    }

  }
  T getmax(int l,int r){
    int k = lg[r - l + 1];
    return max(maxv[k][l], maxv[k][r - (1 << k) + 1]);
  }    
  T getmin(int l,int r){
    int k = lg[r - l + 1];
    return min(minv[k][l], minv[k][r - (1 << k) + 1]);
  }    
private:
  int n;
  vector<T> a;
  vector<int> lg;
  vector<vector<T>> maxv, minv;
};


void solve() {
  int n, l, r; cin >> n >> r >> l;
  vector<int> a(n); for (int &x: a) cin >> x;
  ST st(a, n);
  ll ans = 0;
  for (int i = 0; i < n; i ++ ) if (a[i] >= l && a[i] <= r) {
    int L = i, R = n - 1;
    while (L < R) {
      int MID = (L + R + 1) / 2;
      if (st.getmax(i, MID) > r) R = MID - 1;
      else L = MID;
    }
    //此时的L就是最大值的右边界
    if (st.getmax(i, L) != r) continue;
    int maxr = L;
    L = i, R = R;
    while (L < R) {
      int MID = (L + R) / 2;
      if (st.getmax(i, MID) >= r) R = MID;
      else L = MID + 1;
    }
    int maxl = L;
    if (st.getmax(i, L) != r) continue;
    if (maxl > maxr) continue;

    L = i, R = n - 1;
    while (L < R) {
      int MID = (L + R + 1) / 2;
      if (st.getmin(i, MID) < l) R = MID - 1;
      else L = MID;
    }
    int minr = L;
    if (st.getmin(i, L) != l) continue;


    L = i, R = R;
    while (L < R) {
      int MID = (L + R) / 2;
      if (st.getmin(i, MID) <= l) R = MID;
      else L = MID + 1;
    }
    
    int minl = L;

    if (st.getmin(i, L) != l) continue;

    if (minl > minr) continue;

    if (minl > maxr || maxl > minr) continue;

    ans += min(maxr, minr) - max(maxl, minl) + 1;
  }

  cout << ans << "\n";

}
int main() {
  cin.tie(nullptr)->sync_with_stdio(false);
  solve();
  return 0;
}

2. 三指针

时间复杂度： \(O(n)\)

对于每个位置，统计以它为右端点的区间个数。只需要知道当前位置左边，距离它最近的且值为 \(X\) 的位置 \(i_1\)，距离它最近的且值为 \(Y\) 的位置 \(i_2\) ，距离它最近的且不在区间 \([Y, X]\) 的位置 \(i_0\) ，然后个数就是 \(\max(0, min(i_1, i_2) - i_0)\)

代码

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#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
using ll = long long;

class Solution {
 public:
  long long countSubarrays(vector<int> &nums, int min_k, int max_k) {
    long long ans = 0L;
    int n = nums.size(), min_i = -1, max_i = -1, i0 = -1;
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
      int x = nums[i];
      if (x == min_k) min_i = i;
      if (x == max_k) max_i = i;
      if (x < min_k || x > max_k) i0 = i;  // 子数组不能包含 nums[i0]
      ans += max(min(min_i, max_i) - i0, 0);
    }
    return ans;
  }
};

void solve() {
  int n; cin >> n;
  int x, y; cin >> x >> y;
  vector<int> a(n); for (int &x: a) cin >> x;
  Solution s;
  cout << s.countSubarrays(a, y, x) << "\n";
}
int main() {
  cin.tie(nullptr)->sync_with_stdio(false);
  solve();
  return 0;
}

3. \(DP\)

时间复杂度： \(O(n)\)

定义 dp[i][j][k] 表示以 \(i\) 为右端点且状态为 \(j\) 和 \(k\) 的方案数。

第二维和第三维的 \(0 / 1\) 表示是否含最大值 或者 最小值

代码

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#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
using ll = long long;

constexpr int N = 2E5 + 10;

int n, x, y;
int a[N], dp[N][2][2];

void solve() {
  cin >> n >> x >> y;
  for (int i = 1; i <= n; i ++ ) {
    cin >> a[i];
  }

  ll ans = 0;

  for (int i = 1; i <= n; i ++ ) {
    if (a[i] > x || a[i] < y) continue;
    bool fx = a[i] == x;
    bool fy = a[i] == y;
    dp[i][fx][fy] ++;
    for (int p = 0; p < 2; p ++ ) {
      for (int q = 0; q < 2; q ++ ) {
        dp[i][p | fx][q | fy] += dp[i - 1][p][q];
      }
    }
    ans += dp[i][1][1];
  }

  cout << ans << "\n";

}

int main() {
  cin.tie(nullptr)->sync_with_stdio(false);
  solve();
  return 0;
}