[bzoj2120]数颜色/维护队列 (分块)
数颜色/维护队列 [做题笔记]
此生第一道不贺题解\(AC\)的分块蓝题！！！
题目描述
墨墨@hs_mo购买了一套 \(N\) 支彩色画笔（其中有些颜色可能相同），摆成一排，你需要回答墨墨的提问。墨墨会向你发布如下指令：
-
\(Q\ L\ R\) 代表询问你从第 \(L\) 支画笔到第 \(R\) 支画笔中共有几种不同颜色的画笔。
-
\(R\ P\ C\) 把第 \(P\) 支画笔替换为颜色 \(C\)。
为了满足墨墨的要求，你知道你需要干什么了吗？
输入
6 5
1 2 3 4 5 5
Q 1 4
Q 2 6
R 1 2
Q 1 4
Q 2 6
输出
4
4
3
4
\(n,m \leq 10000\)
所有的输入数据中出现的所有整数均大于等于 \(1\) 且不超过 \(10^6\)。
一句话概括，给定序列 \(a\) ，要查询 \([l,r]\) 中共有多少个不一样的数，可以修改位置 \(x\) 的值。
做题历程 废话可忽略
学校\(OJ\)数据水，但是luogu ……
一开始想贺题解，全是带修莫队，正当我想要颓题解学莫队时，@xrlong跟我说分块可过，于是推了十几分钟，发现分块确实可做，虽然当时思路有很多纰漏，于是拍了好几\(w\)组数据，狂调一下午，终于擦着边在学校\(OJ\)过了，接着疯狂优化…… \(（time--;\)可读性\(--;）\)
最为难绷的是：
- 我把块长 \(len\) 开成 \(\sqrt{n}\) ，会 \(TLE\ \ 8,9,10\) 三个点；
- 我把块长 \(len\) 开成 \(n^{\frac{2}{3}}\) ，会 \(TLE\ \ 11,12,13\) 三个点；
- 于是我一怒之下怒了一下，把 \(len\) 开成 \(\frac{\sqrt{n}+n^{\frac{2}{3}}}{2}\)，也就是取个平均，然后就…… \(AC\)了。
然后就从@CuFeO4口中得知，某些可爱的出题人会卡块长，然后他把我的块长改成\(1000\)，它也过了……
上述皆为废话
思路分析
下面进入正题，我们要求区间内有几种不同的数，可以类比P4168蒲公英求区间众数，我们维护两个数组：
- \(cnt[i][j]\) 表示前 \(i\) 块数 \(j\) 出现的次数 (类似于前缀和) ，于是可以 \(O(1)\) 查询两个块之间某个数出现过的次数。空间复杂度 \(O(M \times 10^6)\) ，他们说可过，但是我的码不行，于是一波去重，再用一个\(t\)数组，\(t[x]\) 表示数 \(x\) 映射的结果（这很显然是离散化）。然后空间就降到了 \(O(M \times N),M\) 是块的数量。
int t[MAXN],a[N],m;
void LSH()
{
for(int i=1;i<=n;i++) a[i]=c[i];
sort(a+1,a+n+1);
m=unique(a+1,a+n+1)-a-1;
for(int i=1;i<=m;i++)
t[a[i]]=i;
for(int i=1;i<=n;i++)
c[i]=t[c[i]];
//一般都是用lower_bound查找位置，但是1e6的数组我们开得起，干脆直接O(1)，加上后面会提到的一些原因，所以我们这样进行nb的离散化
return;
}
- \(spx[i][j]\) 表示第 \(i\) 到 \(j\) 块中不同的数的数量（这个还是挺好想的）。空间 \(O(M^2)\)。
- \(vis[i]\) 记录数 \(i\) 被访问的状态，用于预处理和查询操作。空间 \(O(10^6)\)。
接下来是预处理。
- 处理\(cnt\)
for(int i=1;i<=tot;++i){
for(int j=L[i];j<=R[i];++j){
v[j]=i;//这相当于belong数组，个人马蜂
cnt[i][c[j]]++;
}
for(int j=1;j<=m;++j)
cnt[i][j]+=cnt[i-1][j];
}
- 处理\(spx\)
#define getnum(A,B,C) (cnt[B][C]-cnt[A-1][C])//块A至块B中C的数量
for(int i=1;i<=tot;++i){
for(int j=i;j<=tot;++j){
spx[i][j]=spx[i][j-1];
for(int k=L[j];k<=R[j];++k){
if((!getnum(i,j-1,c[k]))&&(!vis[c[k]])){//这很好理解
vis[c[k]]=1;
spx[i][j]++;
}
}
for(int k=L[j];k<=R[j];++k) vis[c[k]]=0;//O(len)清零
}
}
- 所以总的预处理
#define getnum(A,B,C) (cnt[B][C]-cnt[A-1][C])
int c[N],v[N],L[M],R[M],tot,len;
int cnt[M][N],spx[M][M];
void init(){
LSH();
len=1000;//为啥是这个nb的块长，废话中已提到。。。
//len=(sqrt(n)+pow(n,2.0/3))/2;
// len=sqrt(n);
// len=pow(n,2.0/3);
tot=(n-1)/len+1;
for(int i=1;i<=tot;++i){
L[i]=R[i-1]+1;
R[i]=L[i]+len-1;
}
R[tot]=n;
for(int i=1;i<=tot;++i){
for(int j=L[i];j<=R[i];++j){
v[j]=i;
cnt[i][c[j]]++;
}
for(int j=1;j<=m;++j)
cnt[i][j]+=cnt[i-1][j];
}
for(int i=1;i<=tot;++i){
for(int j=i;j<=tot;++j){
spx[i][j]=spx[i][j-1];
for(int k=L[j];k<=R[j];k++){
if((!getnum(i,j-1,c[k]))&&(!vis[c[k]])){
vis[c[k]]=1;
spx[i][j]++;
}
}
for(int k=L[j];k<=R[j];k++) vis[c[k]]=0;
}
}
}
重头戏来喽！单点修改，将位置 \(x\) 改为 \(k\)
首先肯定要将 \(k\) 离散化，但是——原序列里不一定有 \(k\) ,此乃本题坑人之处。因此我们上文的离散化方法就很香了。
if(!t[k])//k没有出现过
t[k]=++m;//k离散化为m+1
k=t[k];
下一步，修改 \(spx\) 数组，这是精髓。
如图设要修改的 \(x\) 所在块为 \(vx\) ，如果存在：
- \(getnum(i,j,k)=0,i \leq vx \leq j \leq tot\) ，显然此时\(i,j\)中没有 \(k\) ,则 \(spx[i][j]++\)
- 修改前原数为 \(cx\) ，当 \(getnum(i,j,cx)=1,i \leq vx \leq j \leq tot\) 时，显然此时 \(i,j\)中删去 \(cx\) 就没有了，则 \(spx[i][j]--\)
很好想吧？这是我的 优化.max.plus
int vx=v[x],cx=c[x];
c[x]=k;
if(!getnum(vx,vx,k))
for(int i=vx;i>=1;--i)
for(int j=vx;j<=tot;++j){
if(getnum(i,j,k)) break;
spx[i][j]++;
}
if(getnum(vx,vx,cx)==1)
for(int i=vx;i>=1;--i)
for(int j=vx;j<=tot;++j){
if(getnum(i,j,cx)!=1) break;
spx[i][j]--;
}
最后改一下 \(cnt\) 就好了
for(int i=vx;i<=tot;i++)
cnt[i][k]++,cnt[i][cx]--;
- 最终的 \(modify()\)
void modify(int x,int k)
{
if(!t[k]) t[k]=++m;
k=t[k];
if(c[x]==k) return;
int vx=v[x],cx=c[x];
c[x]=k;
if(!getnum(vx,vx,k)){
for(int i=vx;i>=1;--i){
for(int j=vx;j<=tot;j++){
if(getnum(i,j,k)) break;
spx[i][j]++;
}
}
}
if(getnum(vx,vx,cx)==1){
for(int i=vx;i>=1;--i){
for(int j=vx;j<=tot;j++){
if(getnum(i,j,cx)!=1) break;
spx[i][j]--;
}
}
}
for(int i=vx;i<=tot;i++)
cnt[i][k]++,cnt[i][cx]--;
然后就是很水的 \(query()\)
int query(int l,int r)
{
int res=0;
int vl=v[l],vr=v[r];
if(vr-vl<=1){
for(int i=l;i<=r;i++)
if(!vis[c[i]])
res++,vis[c[i]]=1;
for(int i=l;i<=r;i++) vis[c[i]]=0;
return res;
}
res=spx[vl+1][vr-1];
for(int i=l;i<=R[vl];i++)
if((!getnum(vl+1,vr-1,c[i])) && (!vis[c[i]]))
res++,vis[c[i]]=1;
for(int i=r;i>=L[vr];--i)
if((!getnum(vl+1,vr-1,c[i])) && (!vis[c[i]]))
res++,vis[c[i]]=1;
for(int i=l;i<=R[vl];i++) vis[c[i]]=0;
for(int i=L[vr];i<=r;i++) vis[c[i]]=0;
return res;
}
最后吐槽一下，洛谷数据真的麻，本题轻微卡常(谷上卡常严重，对分块做法及其不友好)
\(AC \ \ code\)
具体注释见上文
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define getnum(A,B,C) (cnt[B][C]-cnt[A-1][C])
const int MAXN=1e6+10;
#define N 200000
#define M 1100
#define read read()
#define pt puts("")
inline int read
{
int x=0,f=1;char c=getchar();
while(c<'0'||c>'9') {if(c=='-') f=-1;c=getchar();}
while(c>='0'&&c<='9') x=(x<<3)+(x<<1)+c-'0',c=getchar();
return f*x;
}
void write(int x)
{
if(x<0) putchar('-'),x=-x;
if(x>9) write(x/10);
putchar(x%10+'0');
return;
}
int n,T;
int c[N],v[N],L[M],R[M],tot,len;
int cnt[M][N],spx[M][M];
int t[MAXN],a[N],m;
bool vis[N];
void LSH()
{
for(int i=1;i<=n;i++) a[i]=c[i];
sort(a+1,a+n+1);
m=unique(a+1,a+n+1)-a-1;
for(int i=1;i<=m;i++)
t[a[i]]=i;
for(int i=1;i<=n;i++)
c[i]=t[c[i]];
return;
}
void init()
{
LSH();
len=1000;
//len=(sqrt(n)+pow(n,2.0/3))/2;
// len=sqrt(n);
// len=pow(n,2.0/3);
tot=(n-1)/len+1;
for(int i=1;i<=tot;i++)
{
L[i]=R[i-1]+1;
R[i]=L[i]+len-1;
}
R[tot]=n;
for(int i=1;i<=tot;i++)
{
for(int j=L[i];j<=R[i];j++)
{
v[j]=i;
cnt[i][c[j]]++;
}
for(int j=1;j<=m;j++)
cnt[i][j]+=cnt[i-1][j];
}
for(int i=1;i<=tot;i++)
{
for(int j=i;j<=tot;j++)
{
spx[i][j]=spx[i][j-1];
for(int k=L[j];k<=R[j];k++)
{
if(cnt[j-1][c[k]]-cnt[i-1][c[k]]==0&&vis[c[k]]==0)
{
vis[c[k]]=1;
spx[i][j]++;
}
}
for(int k=L[j];k<=R[j];k++) vis[c[k]]=0;
}
}
}
void modify(int x,int k)
{
if(!t[k]) t[k]=++m;
k=t[k];
if(c[x]==k) return;
int vx=v[x],cx=c[x];
c[x]=k;
if(!getnum(vx,vx,k))
{
for(int i=vx;i>=1;--i)
{
for(int j=vx;j<=tot;j++)
{
if(getnum(i,j,k)) break;
spx[i][j]++;
}
}
}
if(getnum(vx,vx,cx)==1)
{
for(int i=vx;i>=1;--i)
{
for(int j=vx;j<=tot;j++)
{
if(getnum(i,j,cx)!=1) break;
spx[i][j]--;
}
}
}
for(int i=vx;i<=tot;i++)
cnt[i][k]++,cnt[i][cx]--;
}
int query(int l,int r)
{
int res=0;
int vl=v[l],vr=v[r];
if(vr-vl<=1){
for(int i=l;i<=r;i++)
if(!vis[c[i]])
res++,vis[c[i]]=1;
for(int i=l;i<=r;i++) vis[c[i]]=0;
return res;
}
res=spx[vl+1][vr-1];
for(int i=l;i<=R[vl];i++)
if((!getnum(vl+1,vr-1,c[i])) && (!vis[c[i]]))
res++,vis[c[i]]=1;
for(int i=r;i>=L[vr];--i)
if((!getnum(vl+1,vr-1,c[i])) && (!vis[c[i]]))
res++,vis[c[i]]=1;
for(int i=l;i<=R[vl];i++) vis[c[i]]=0;
for(int i=L[vr];i<=r;i++) vis[c[i]]=0;
return res;
}
signed main()
{
n=read,T=read;
for(int i=1;i<=n;i++) c[i]=read;
init();
char op;int x,y;
while(T--)
{
cin>>op;x=read,y=read;
if(op=='Q')
write(query(x,y)),pt;
else
modify(x,y);
}
return 0;
}
推荐一下呗~
\(Update\ 2024.4.26\)
我真是唐氏儿童，唐唐唐
我们带修莫队怎么你了？？？
分块被肆意卡，带修莫队板子跑飞快。。。
点击查看代码
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define read read()
#define pt puts("")
#define swap(x,y) x^=y,y^=x,x^=y;
inline int read
{
int x=0,f=1;char c=getchar();
while(c<'0'||c>'9') {if(c=='-') f=-1;c=getchar();}
while(c>='0'&&c<='9') x=(x<<3)+(x<<1)+c-'0',c=getchar();
return f*x;
}
void write(int x)
{
if(x<0) putchar('-'),x=-x;
if(x>9) write(x/10);
putchar(x%10+'0');
return;
}
#define N 133335
#define M 3000
int n,m,qsum,rsum;
int a[N];
int len,tot,L[M],R[M],v[N];
struct Q{
int l,r,t,id;
}q[N];
bool cmp(Q a,Q b){
if(v[a.l]^v[b.l]) return v[a.l]<v[b.l];
if(v[a.r]^v[b.r]) return (v[a.l]&1)?(v[a.r]<v[b.r]):(v[a.r]>v[b.r]);
return a.t<b.t;
}
struct R{
int x,k;
}r[N];
void init(){
len=pow(n,2.0/3);
tot=(n-1)/len+1;
for(int i=1;i<=tot;i++){
L[i]=R[i-1]+1;
R[i]=L[i]+len-1;
}
R[tot]=n;
for(int i=1;i<=tot;i++)
for(int j=L[i];j<=R[i];j++) v[j]=i;
}
const int MAXN=1e6+10;
int cnt[MAXN];
int num;
int ans[N];
void add(int x){
if(!cnt[x]) ++num;
++cnt[x];
}
void del(int x){
--cnt[x];
if(!cnt[x]) --num;
}
void change(int now,int i){
if(q[i].l<=r[now].x&&r[now].x<=q[i].r)
del(a[r[now].x]),add(r[now].k);
swap(a[r[now].x],r[now].k);
}
signed main()
{
#ifndef ONLINE_JUDGE
freopen("lty.in","r",stdin);
freopen("lty.out","w",stdout);
#endif
n=read,m=read;
for(int i=1;i<=n;i++) a[i]=read;
init();
for(int i=1;i<=m;i++){
char op=getchar();
while(op!='Q'&&op!='R') op=getchar();
if(op=='Q'){
++qsum;
q[qsum].l=read,q[qsum].r=read;
q[qsum].t=rsum;q[qsum].id=qsum;
}
else{
++rsum;
r[rsum].x=read,r[rsum].k=read;
}
}
sort(q+1,q+qsum+1,cmp);
int ql=1,qr=0,now=0;
for(int i=1;i<=qsum;i++){
while(ql<q[i].l) del(a[ql++]);
while(ql>q[i].l) add(a[--ql]);
while(qr>q[i].r) del(a[qr--]);
while(qr<q[i].r) add(a[++qr]);
while(now>q[i].t) change(now--,i);
while(now<q[i].t) change(++now,i);
ans[q[i].id]=num;
}
for(int i=1;i<=qsum;i++)
write(ans[i]),pt;
return 0;
}
