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平板电视专项训练 | 附总结

 

 

 

 

 

1|0黑匣子


1|1题目描述


Black Box 是一种原始的数据库。它可以储存一个整数数组,还有一个特别的变量 i。最开始的时候 Black Box 是空的.而 i=0。这个 Black Box 要处理一串命令。 命令只有两种: - `ADD(x)`:把 x 元素放进 Black Box; - `GET`:i1,然后输出 Black Box 中第 i 小的数。 记住:第 i 小的数,就是 Black Box 里的数的按从小到大的顺序排序后的第 i 个元素。 我们来演示一下一个有11个命令的命令串。(如下表所示) | 序号 | 操作 | i | 数据库 | 输出 | | :--: | :--- | :------: | ------ | :----: | | 1 | `ADD(3)` | 0 | 3 | / | | 2 | `GET` | 1 | 3 | 3 | | 3 |`ADD(1)`|1|1,3|/| | 4 |`GET`|2|1,3|3| | 5 |`ADD(-4)`|2|4,1,3|/| | 6 |`ADD(2)`|2|4,1,2,3|/| | 7 |`ADD(8)`|2|4,1,2,3,8|/| | 8 |`ADD(-1000)`|2|1000,4,1,2,3,8|/| | 9 |`GET`|3|1000,4,1,2,3,8|1| | 10 |`GET`|4|1000,4,1,2,3,8|2| | 11 |`ADD(2)`|4|1000,4,1,2,2,3,8|/| 现在要求找出对于给定的命令串的最好的处理方法。`ADD` 命令共有 m 个,`GET` 命令共有 n 个。现在用两个整数数组来表示命令串: 1. a1,a2,,am:一串将要被放进 Black Box 的元素。例如上面的例子中 a=[3,1,4,2,8,1000,2]。 2. u1,u2,,un:表示第 ui 个元素被放进了 Black Box 里后就出现一个 `GET` 命令。例如上面的例子中 u=[1,2,6,6] 。输入数据不用判错。

1|2输入输出格式


输入格式

 

第一行两个整数 mn,表示元素的个数和 `GET` 命令的个数。 第二行共 m 个整数,从左至右第 i 个整数为 ai,用空格隔开。 第三行共 n 个整数,从左至右第 i 个整数为 ui,用空格隔开。

输出格式

 

输出 Black Box 根据命令串所得出的输出串,一个数字一行。

1|3输入输出样例


输入样例 #1

7 4 3 1 -4 2 8 -1000 2 1 2 6 6

输出样例 #1

3 3 1 2

1|4说明


#### 数据规模与约定 - 对于 30% 的数据,1n,m104。 - 对于 50% 的数据,1n,m105。 - 对于 100% 的数据,1n,m2×105,|ai|2×109,保证 u 序列单调不降。

---------------------------

#include<stdio.h> #include<ext/pb_ds/assoc_container.hpp> #include<ext/pb_ds/tree_policy.hpp> using namespace std; using namespace __gnu_pbds; typedef long long ll; tree<ll,null_type,less<ll>,rb_tree_tag,tree_order_statistics_node_update> bbt; template<typename T> inline void read(T &x){ register bool f=0;register char ch=getchar();x=0; for(;ch<'0'||ch>'9';ch=getchar()) if(ch=='-') f=1; for(;ch>='0'&&ch<='9';ch=getchar()) x=(x<<3)+(x<<1)+(ch&15); if(f) x=-x; } template<typename T,typename...Args> inline void read(T &x,Args&...args){read(x);read(args...);} const int N=2e5+5; int n,m,k,a[N],u[N];ll ans; inline void query(){ ans=*bbt.find_by_order(k); ans>>=20; printf("%lld\n",ans); k++; } int main(){ read(n,m); for(int i=1;i<=n;i++) read(a[i]); for(int i=1;i<=m;i++) read(u[i]); for(int i=1,j=1;i<=n;i++){ bbt.insert((1LL*a[i]<<20)+i); while(u[j]==i){ query(); j++; } if(j>m) break; } return 0; }

 

2|0[NOI2004]郁闷的出纳员


2|1题目描述


OIER 公司是一家大型专业化软件公司,有着数以万计的员工。作为一名出纳员,我的任务之一便是统计每位员工的工资。这本来是一份不错的工作,但是令人郁闷的是,我们的老板反复无常,经常调整员工的工资。如果他心情好,就可能把每位员工的工资加上一个相同的量。反之,如果心情不好,就可能把他们的工资扣除一个相同的量。我真不知道除了调工资他还做什么其它事情。 工资的频繁调整很让员工反感,尤其是集体扣除工资的时候,一旦某位员工发现自己的工资已经低于了合同规定的工资下界,他就会立刻气愤地离开公司,并且再也不会回来了。每位员工的工资下界都是统一规定的。每当一个人离开公司,我就要从电脑中把他的工资档案删去,同样,每当公司招聘了一位新员工,我就得为他新建一个工资档案。 老板经常到我这边来询问工资情况,他并不问具体某位员工的工资情况,而是问现在工资第 k 多的员工拿多少工资。每当这时,我就不得不对数万个员工进行一次漫长的排序,然后告诉他答案。 好了,现在你已经对我的工作了解不少了。正如你猜的那样,我想请你编一个工资统计程序。怎么样,不是很困难吧? 如果某个员工的初始工资低于最低工资标准,那么将不计入最后的答案内。

2|2输入输出格式


输入格式

 

第一行有两个非负整数 nminn 表示下面有多少条命令,min 表示工资下界。 接下来的 n 行,每行表示一条命令。命令可以是以下四种之一: - `I k` 新建一个工资档案,初始工资为 k。如果某员工的初始工资低于工资下界,他将立刻离开公司。 - `A k` 把每位员工的工资加上 k 。 - `S k` 把每位员工的工资扣除 k。 - `F k` 查询第 k 多的工资。 在初始时,可以认为公司里一个员工也没有。

输出格式

 

对于每条 `F` 命令,你的程序要输出一行,仅包含一个整数,为当前工资第 k 多的员工所拿的工资数,如果 k 大于目前员工的数目,则输出 1。 输出文件的最后一行包含一个整数,为离开公司的员工的总数。

2|3输入输出样例


输入样例 #1

9 10 I 60 I 70 S 50 F 2 I 30 S 15 A 5 F 1 F 2

输出样例 #1

10 20 -1 2

2|4说明


- `I` 命令的条数不超过 105; - `A` 和 `S` 命令的总条数不超过 100; - `F` 命令的条数不超过 105; - 每次工资调整的调整量不超过 103; - 新员工的工资不超过 105

 

#pragma GCC optimize(3) #include<stdio.h> #include<ext/pb_ds/assoc_container.hpp> #include<ext/pb_ds/tree_policy.hpp> #define mp make_pair using namespace std; using namespace __gnu_pbds; typedef pair<int,int> ll; tree<ll,null_type,less<ll>,rb_tree_tag,tree_order_statistics_node_update> bbt,tp; int n,m,ans,dt;char s[2008]; int main(){ scanf("%d%d",&n,&m); for(int i=1,k,sz;i<=n;i++){ scanf("%s%d",s,&k); if(s[0]=='I'){ if(k>=m){ bbt.insert(mp(k-dt,i)); } } else if(s[0]=='A'){ dt+=k; } else if(s[0]=='S'){ dt-=k; bbt.split(mp(m-dt,0),tp); swap(bbt,tp); ans+=tp.size(); } else if(s[0]=='F'){ sz=bbt.size(); printf("%d\n",k>sz?-1:bbt.find_by_order(sz-k)->first+dt); } } printf("%d\n",ans); return 0; }

 

2|5总结


介绍

什么是__gnu_pbds?Policy based data structures!简称平板电视pbds。在使用pbds前,你需要:

#include<ext/pb_ds/assoc_container.hpp> #include<ext/pb_ds/tree_policy.hpp>//用tree #include<ext/pb_ds/hash_policy.hpp>//用hash #include<ext/pb_ds/trie_policy.hpp>//用trie #include<ext/pb_ds/priority_queue.hpp>//用priority_queue using namespace __gnu_pbds;

woc,真jb烦,有没有什么简单的方法?当然有:

#include<bits/extc++.h> using namespace __gnu_pbds; //bits/extc++.h与bits/stdc++.h类似,bits/extc++.h是所有拓展库,bits/stdc++.h是所有标准库

但是在dev c++里如果这样写,会提示少一个文件,出各种莫名奇妙的锅,其它的IDE请自行尝试,我的linux是deepin的,装了NOI Linux的dalao帮忙测一下。

hash

该引用的头文件和命名空间都讲过了,直接进入正题。

hash_table的用法与map类似,它是这么定义的:

cc_hash_table<int,bool> h; gp_hash_table<int,bool> h;

其中cc开头为拉链法,gp开头为探测法,个人实测探测法稍微快一些。

啥?操作?其实就和map差不多,支持[ ]和find。

#include<bits/stdc++.h> #include<ext/pb_ds/assoc_container.hpp> #include<ext/pb_ds/hash_policy.hpp> using namespace std; using namespace __gnu_pbds; gp_hash_table<string,int> h; void judge(string s) { if(h.find(s)!=h.end()) cout<<"orz %%%"; else cout<<"tan90"; cout<<endl; } int main() { h["Ican'tAKIOI"]=1; h.insert(make_pair("UAKIOI",1)); string str; while(cin>>str) judge(str); return 0; }

运行图

等一等?和map一样,那不如直接用map了。不不不,map的总时间复杂度是 O(nlogn) 的,而hash_table的总时间复杂度仅为 O(n) !所以我们可以用这个特性来做洛谷P1333 瑞瑞的木棍。前置知识:并查集 欧拉路

感谢Great_Influence的代码:

#include<bits/stdc++.h> #include<ext/pb_ds/assoc_container.hpp> #include<ext/pb_ds/hash_policy.hpp>//pb_ds库 #include<cctype> #define For(i,a,b) for(i=(a);i<=(b);++i) #define Forward(i,a,b) for(i=(a);i>=(b);--i) using namespace std; using namespace __gnu_pbds;//命名空间 template<typename T>inline void read(T &x){ T s=0,f=1;char k=getchar(); while(!isdigit(k)&&k^'-')k=getchar(); if(!isdigit(k)){f=-1;k=getchar();} while(isdigit(k)){s=s*10+(k^48);k=getchar();} x=s*f; } void file(void){ #ifndef ONLINE_JUDGE freopen("P1333.in","r",stdin); freopen("P1333.out","w",stdout); #endif } const int MAXN=250050; char l[15],r[15]; int e,f[MAXN]; bool in[MAXN]; gp_hash_table<string,int>G;//hash_table定义 int find(int x) { int t=f[x],d;while(t!=f[t])t=f[t]; while(f[x]!=t){d=f[x];f[x]=t;x=d;} return t; } void work() { while(scanf("%s%s",l,r)!=EOF) { if(!G[l])G[l]=++e,f[e]=e; if(!G[r])G[r]=++e,f[e]=e; if(e>250010)//如果点数超过n+1的话,一定不存在通路,直接返回。 { printf("Impossible\n"); return; } in[G[l]]^=1;//修改奇偶情况 in[G[r]]^=1; f[find(G[l])]=find(G[r]);//合并并查集 } int flag=0; int i; For(i,1,e)if(in[i])//判断奇点个数是否超过2 { if(flag==2) { printf("Impossible\n"); return; } else ++flag; } int father=find(1); For(i,2,e)if(find(i)^father)//判断是否连通 { printf("Impossible\n"); return; } printf("Possible\n"); } int main(void){ file(); work(); return 0; }

tree

pbds里面的tree都是平衡树,其中有rb_tree,splay_tree,ov_tree(后两种都容易超时,所以请不要用它们)。需要的头文件与命名空间也讲了,下面我们来看它的食用方法:

#define pii pair<int,int> #define mp(x,y) make_pair(x,y) tree<pii,null_type,less<pii>,rb_tree_tag,tree_order_statistics_node_update> tr; pii //存储的类型 null_type //无映射(低版本g++为null_mapped_type) less<pii> //从小到大排序 rb_tree_tag //红黑树 tree_order_statistics_node_update //更新方式 tr.insert(mp(x,y)); //插入; tr.erase(mp(x,y)); //删除; tr.order_of_key(pii(x,y)); //求排名 tr.find_by_order(x); //找k小值,返回迭代器 tr.join(b); //将b并入tr,前提是两棵树类型一样且没有重复元素 tr.split(v,b); //分裂,key小于等于v的元素属于tr,其余的属于b tr.lower_bound(x); //返回第一个大于等于x的元素的迭代器 tr.upper_bound(x); //返回第一个大于x的元素的迭代器 //以上所有操作的时间复杂度均为O(logn)

下面我们来试一试洛谷P3369 普通平衡树(感谢shenben的代码):

//by shenben #include<cstdio> #include<iostream> #include<ext/pb_ds/assoc_container.hpp> #include<ext/pb_ds/tree_policy.hpp> using namespace std; using namespace __gnu_pbds; typedef long long ll; tree<ll,null_type,less<ll>,rb_tree_tag,tree_order_statistics_node_update> bbt; int n;ll k,ans; inline int read(){ int x=0,f=1;char ch=getchar(); while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();} while(ch>='0'&&ch<='9'){x=x*10+ch-'0';ch=getchar();} return x*f; } int main(){ n=read(); for(int i=1,opt;i<=n;i++){ opt=read();k=read(); if(opt==1) bbt.insert((k<<20)+i); if(opt==2) bbt.erase(bbt.lower_bound(k<<20)); if(opt==3) printf("%d\n",bbt.order_of_key(k<<20)+1); if(opt==4) ans=*bbt.find_by_order(k-1),printf("%lld\n",ans>>20); if(opt==5) ans=*--bbt.lower_bound(k<<20),printf("%lld\n",ans>>20); if(opt==6) ans=*bbt.upper_bound((k<<20)+n),printf("%lld\n",ans>>20); } return 0; }

2|6前方高能!前方高能!前方高能!


在看这里之前,你需要熟练地掌握c++的特性。如果看不懂我也没有办法,你可以跳过这一部分。

你以为pbds种的tree只能实现这些功能?不不不,你可以自定义它,我们需要写一个自己的node_update,它是长这样的:

template<class Node_CItr,class Node_Itr,class Cmp_Fn,class _Alloc> struct my_node_update { typedef my_type metadata_type; void operator()(Node_Itr it, Node_CItr end_it) { ... } };

我们先解释一下这个类是如何工作的。节点更新的tree都会保存一个my_type类型的变量。当我们修改这棵树的时候,会从叶子节点开始修改,并且每次都会调用operator(),我们来看一下这个函数的两个参数:

Node_Itr it为调用该函数的元素的迭代器,Node_CItr end_it可以const到叶子节点的迭代器,Node_Itr有以下的操作:

1.get_l_child(),返回其左孩子的迭代器,没有则返回node_end;

2.get_r_child(),同get_l_child();

3.get_metadata(),返回其在树中维护的数据;

4.**it可以获取it的信息。

为了详细讲解,我们举一个更新子树大小的例子:

void operator()(Node_Itr it, Node_CItr end_it) { Node_Itr l=it.get_l_child(); Node_Itr r=it.get_r_child(); int left=0,right=0; if(l!=end_it) left=l.get_metadata(); if(r!=end_it) right=r.get_metadata(); const_cast<int&>(it.get_metadata())=left+right+1; }

现在我们学会了更新,那么我们该如何自己写操作呢?node_update所有public方法都会在树中公开。如果我们在node_update中将它们声明为virtual,则可以访问基类中的所有virtual。所以,我们在类里添加以下内容:

virtual Node_CItr node_begin() const=0; virtual Node_CItr node_end() const=0;

这样我们就能直接访问树了,还有,node_begin指向树根,node_end指向最后一个叶子节点的后一个地址,下面这个就是查排名的操作:

int myrank(int x) { int ans=0; Node_CItr it=node_begin(); while(it!=node_end()) { Node_CItr l=it.get_l_child(); Node_CItr r=it.get_r_child(); if(Cmp_Fn()(x,**it)) it=l; else { ans++; if(l!=node_end()) ans+=l.get_metadata(); it=r; } } return ans; }

下面我们来看CF459D

#include<bits/stdc++.h> #include<ext/pb_ds/assoc_container.hpp> #include<ext/pb_ds/tree_policy.hpp> using namespace std; using namespace __gnu_pbds; template<class Node_CItr,class Node_Itr,class Cmp_Fn,class _Alloc> struct my_node_update { typedef int metadata_type; int order_of_key(pair<int,int> x) { int ans=0; Node_CItr it=node_begin(); while(it!=node_end()) { Node_CItr l=it.get_l_child(); Node_CItr r=it.get_r_child(); if(Cmp_Fn()(x,**it)) it=l; else { ans++; if(l!=node_end()) ans+=l.get_metadata(); it=r; } } return ans; } void operator()(Node_Itr it, Node_CItr end_it) { Node_Itr l=it.get_l_child(); Node_Itr r=it.get_r_child(); int left=0,right=0; if(l!=end_it) left =l.get_metadata(); if(r!=end_it) right=r.get_metadata(); const_cast<int&>(it.get_metadata())=left+right+1; } virtual Node_CItr node_begin() const = 0; virtual Node_CItr node_end() const = 0; }; tree<pair<int,int>,null_type,less<pair<int,int> >,rb_tree_tag,my_node_update> me; int main() { map<int,int> cnt[2]; int n; cin>>n; vector<int> a(n); for(int i=0;i<n;i++) cin>>a[i]; vector<int> pre(n),suf(n); for(int i=0;i<n;i++) { pre[i]=cnt[0][a[i]]++; suf[n-i-1]=cnt[1][a[n-i-1]]++; } long long ans=0; for(int i=1;i<n;i++) { me.insert({pre[i-1],i-1}); ans+=i-me.order_of_key({suf[i],i}); } cout<<ans<<endl; }

trie

trie即为字典树,我们先看如何定义一个trie与它的操作:

typedef trie<string,null_type,trie_string_access_traits<>,pat_trie_tag,trie_prefix_search_node_update> tr; //第一个参数必须为字符串类型,tag也有别的tag,但pat最快,与tree相同,node_update支持自定义 tr.insert(s); //插入s tr.erase(s); //删除s tr.join(b); //将b并入tr pair//pair的使用如下: pair<tr::iterator,tr::iterator> range=base.prefix_range(x); for(tr::iterator it=range.first;it!=range.second;it++) cout<<*it<<' '<<endl; //pair中第一个是起始迭代器,第二个是终止迭代器,遍历过去就可以找到所有字符串了。

现在我们来看Astronomical Database

#include<bits/stdc++.h> #include<ext/pb_ds/assoc_container.hpp> #include<ext/pb_ds/trie_policy.hpp> using namespace std; using namespace __gnu_pbds; typedef trie<string,null_type,trie_string_access_traits<>,pat_trie_tag,trie_prefix_search_node_update>pref_trie; int main() { pref_trie base; base.insert("sun"); string x; while(cin>>x) { if(x[0]=='?') { cout<<x.substr(1)<<endl; auto range=base.prefix_range(x.substr(1)); int t=0; for(auto it=range.first;t<20 && it!=range.second;it++,t++) cout<<" "<<*it<<endl; } else base.insert(x.substr(1)); } }

priority_queue

priority_queue为优先队列,用堆实现,priority_queue的定义与操作:

priority_queue<int,greater<int>,TAG> Q;//小根堆,大根堆写less<int> /*其中的TAG为类型,有以下几种: pairing_heap_tag thin_heap_tag binomial_heap_tag rc_binomial_heap_tag binary_heap_tag 其中pairing_help_tag最快*/ Q.push(x); Q.pop(); Q.top(); Q.join(b); Q.empty(); Q.size(); Q.modify(it,6); Q.erase(it); //以上操作我都不讲了,pbds里的优先队列还可以用迭代器遍历

时间复杂度:

时间复杂度

堆优化dijkstra(感谢Great_Influence的代码):

#include<bits/stdc++.h> #include<ext/pb_ds/priority_queue.hpp> #define Rep(i,a,b) for(register int i=(a),i##end=(b);i<=i##end;++i) #define Repe(i,a,b) for(register int i=(a),i##end=(b);i>=i##end;--i) #define For(i,a,b) for(i=(a),i<=(b);++i) #define Forward(i,a,b) for(i=(a),i>=(b);--i) #define Chkmax(a,b) a=a>b?a:b template<typename T>inline void read(T &x) { T f=1;x=0;char c; for(c=getchar();!isdigit(c);c=getchar())if(c=='-')f=-1; for(;isdigit(c);c=getchar())x=x*10+(c^48); x*=f; } inline void write(int x) { if(!x){putchar(48);putchar('\n');return;} static int sta[45],tp; for(tp=0;x;x/=10)sta[++tp]=x%10; for(;tp;putchar(sta[tp--]^48)); putchar('\n'); } using namespace std; void file() { #ifndef ONLINE_JUDGE freopen("water.in","r",stdin); freopen("water.out","w",stdout); #endif } const int MAXN=1e5+7,MAXM=4e5+7; static int n,m; static struct edg { int u,v,w,h; friend bool operator<(edg a,edg b){return a.h>b.h;} }EDG[MAXM]; static struct edge { int v,w,nxt; }P[MAXM<<1]; static int head[MAXN],e; inline void add(int u,int v,int w) {P[++e]=(edge){v,w,head[u]};head[u]=e;} __gnu_pbds::priority_queue<pair<int,int>,greater<pair<int,int> > >G; __gnu_pbds::priority_queue<pair<int,int>,greater<pair<int,int> > >::point_iterator its[MAXN]; static int dis[MAXN]; const int INF=2e9+7; inline void dijkst(int s) { G.clear(); its[s]=G.push(make_pair(0,s));dis[s]=0; Rep(i,2,n)dis[i]=INF,its[i]=G.push(make_pair(INF,i)); static int u; while(!G.empty()) { u=G.top().second;G.pop(); for(register int v=head[u];v;v=P[v].nxt) if(dis[P[v].v]>dis[u]+P[v].w) { dis[P[v].v]=dis[u]+P[v].w; G.modify(its[P[v].v],make_pair(dis[u]+P[v].w,P[v].v)); } } } static int s; inline void init() { read(n);read(m);read(s); static int u,v,w; Rep(i,1,m)read(u),read(v),read(w),add(u,v,w); } inline void solve() { dijkst(s); Rep(i,1,n)printf("%d ",dis[i]); puts(""); } int main() { file(); init(); solve(); return 0; }

关于rope

sorry,rope属于__gnu_cxx,不属于__gnu_pbds。下次讲ext中其他的内容时,我会讲rope。

原文https://www.luogu.com.cn/blog/Chanis/gnu-pbds 


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本文作者shenben
本文链接https://www.cnblogs.com/shenben/p/12769796.html
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