浅谈莫队
莫队
莫队是一种离线算法,其思想本质是改变询问的顺序,然后利用上一次询问的结果以降低复杂度。
具体做法
先上一道例题。
先对位置分块,设块的大小为\(sz\)。
那么我们对询问以左端点所在的块为第一关键字,右端点为第二关键字进行排序。
代码就是:
int cmp(data A,data B) {return bel[A.l]==bel[B.l]?A.r<B.r:A.l<B.l;}
然后对于一个询问转换到另外一个询问,直接暴力跳就好了。
具体跳的代码:
while(ql<a[i].l) del(ql++);
while(ql>a[i].l) add(--ql);
while(qr<a[i].r) add(++qr);
while(qr>a[i].r) del(qr--);
其中\(add\)和\(del\)都是\(O(1)\)的。
那么我们来分析下复杂度:
对于排序后相邻两个询问,一定为下面两种情况之一:
-
左端点在一个块上,那么,左端点此时是无序的,每次最多跳的复杂度为\(O(sz)\),这部分共\(O(n\cdot sz)\)。
此时,右端点是有序的,对于每一个块的花费最多是\(O(n)\),这部分共\(O(n^2/sz)\)。
-
左端点不在一个块上,这种情况最多只有\(O(n/sz)\)次,左端点花费共\(O(n)\),右端点一次最多是\(O(n)\),共\(O(n^2/sz)\)。
综上,复杂度为\(O(n^2/sz+n\cdot sz)\)。
此时,\(sz=\sqrt{n}\)时,复杂度最优,为\(O(n\sqrt{n})\)。
具体代码可以看这里
带修改的莫队
同样,先分块,设块的大小为\(sz\)。
这里,我们需要对时间戳搞事情。
排序改成了,左右节点的块为第一第二关键字,时间戳为第三关键字。
代码就是:
int cmp(data a,data b) {return bel[a.l]==bel[b.l]?(bel[a.r]==bel[b.r]?a.t<b.t:bel[a.r]<bel[b.r]):bel[a.l]<bel[b.l];}
那么,跳的时候也差不多,直接暴力就好了,跳时间戳的时候改一改什么的,这个依题而定。
复杂度证明
那么现在就有了三种情况:
- 左右端点都在同一个块,这样每个块时间戳都可以跳满,左右端点一共有\(O((n/sz)^2)\)种组合,复杂度\(O(n\cdot (n/sz)^2+n\cdot sz)\)。
- 左端点在同一个块,右端点不在,这样的话,对于每次,右端点可以跳\(O(n)\),时间戳也是\(O(n)\),共计\(O(n^2/sz)\)。
- 左端点不在同一个块,右端点和时间戳无序,\(O(n)\)跳,共\(O(n\cdot (n/sz))\)。
综上,复杂度是\(O(n^ 3/sz^2+n\cdot sz)\)。
那么,最小化的话,即\(n^3/sz ^2=n\cdot sz\),即\(sz=n^\frac{2}{3}\)。
总复杂度\(O(n^\frac{3}{5})\)。
树上莫队
这个我直接是在欧拉序上分块,那么和第一种是一样的,树上莫队和待修莫队模板:[WC2013]糖果公园