P6242 【模板】线段树 3

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P6242 【模板】线段树 3

【模板】线段树 3

题目背景

本题是线段树维护区间最值操作与区间历史最值的模板。

题目描述

给出一个长度为 $n$ 的数列 $A$ ，同时定义一个辅助数组 $B$ ， $B$ 开始与 $A$ 完全相同。接下来进行了 $m$ 次操作，操作有五种类型，按以下格式给出：

1 l r k：对于所有的 $i\in[l,r]$ ，将 $A_i$ 加上 $k$ （ $k$ 可以为负数）。
2 l r v：对于所有的 $i\in[l,r]$ ，将 $A_i$ 变成 $\min(A_i,v)$ 。
3 l r：求 $\sum_{i=l}^{r}A_i$ 。
4 l r：对于所有的 $i\in[l,r]$ ，求 $A_i$ 的最大值。
5 l r：对于所有的 $i\in[l,r]$ ，求 $B_i$ 的最大值。

在每一次操作后，我们都进行一次更新，让 $B_i\gets\max(B_i,A_i)$ 。

输入格式

第一行包含两个正整数 $n,m$ ，分别表示数列 $A$ 的长度和操作次数。

第二行包含 $n$ 个整数 $A_1,A_2,\cdots,A_n$ ，表示数列 $A$ 。

接下来 $m$ 行，每行行首有一个整数 $op$ ，表示操作类型；接下来两个或三个整数表示操作参数，格式见【题目描述】。

输出格式

对于 $op\in\{3,4,5\}$ 的操作，输出一行包含一个整数，表示这个询问的答案。

样例 #1

样例输入 #1

样例输出 #1

提示

样例说明 #1

操作次数	输入内容	操作	数列	输出结果
0			$1,2,3,4,5$
1	`3 2 5`	求出 $[2,5]$ 所有数的和	$1,2,3,4,5$	`14`
2	`1 1 3 3`	将 $[1,3]$ 内所有数加 $3$	$4,5,6,4,5$
3	`4 2 4`	求出 $[2,4]$ 所有数的最大值	$4,5,6,4,5$	`6`
4	`2 3 4 1`	将 $[3,4]$ 所有数与 $1$ 取最小值	$4,5,1,1,5$
5	`5 1 5`	求出 $[1,5]$ 所有位置历史最大值的最大值	$4,5,1,1,5$	`6`
6	`3 1 4`	求出 $[1,4]$ 所有数的和	$4,5,1,1,5$	`11`

数据规模与约定

对于测试点 $1,2$ ，满足 $n,m\leq 5000$ ；
对于测试点 $3,4$ ，满足 $op\in\{1,2,3,4\}$ ；
对于测试点 $5,6$ ，满足 $op\in\{1,3,4,5\}$ ；
对于全部测试数据，保证 $1\leq n,m\leq 5\times 10^5$ ， $-5\times10^8\leq A_i\leq 5\times10^8$ ， $op\in[1,5]$ ， $1 \leq l\leq r \leq n$ ， $-2000\leq k\leq 2000$ ， $-5\times10^8\leq v\leq 5\times10^8$ 。

提示

本题输入量较大，请使用合理高效的读入方法。

解题思路

吉司机线段树

难点主要在于区间取 min 和区间查询历史最值：
区间取 min 可将区间整个值分为最大值和非最大值部分，设置最大值 $mxa$ 和其次数 $cnt$ 以及次大值 $lmxa$ ，如果区间取 min 的值 $v$ 范围为 $lmxa<v<mxa$ 则可将最大值 $mxa$ 更新为 $v$ ，如果当前区间的 $mxa\leq v$ 则整个区间不用更新，否则如果 $lmxa\leq v$ 的话递归到其子树上
对于区间查询历史最值，将区间分为最大值和非最大值后，设置 $4$ 个懒标记： $mxadd、nmxadd、mxmx、nmxmx$ ，分别表示最大值、非最大值、最大值的最大值、非最大值的最大值的添加懒标记，后面两个懒标记主要用来处理历史最值问题，当 pushdown 时要判断左右子树的最大值是否为整个区间的最大值，所以要分为最大值和非最大值部分
另外一个难点在于 pushdown

时间复杂度： $O(mlog^2n)$

代码

// Problem: P6242 【模板】线段树 3
// Contest: Luogu
// URL: https://www.luogu.com.cn/problem/P6242
// Memory Limit: 500 MB
// Time Limit: 3500 ms
// 
// Powered by CP Editor (https://cpeditor.org)

// %%%Skyqwq
#include <bits/stdc++.h>
 
// #define int long long
#define help {cin.tie(NULL); cout.tie(NULL);}
#define pb push_back
#define fi first
#define se second
#define mkp make_pair
using namespace std;
 
typedef long long LL;
typedef pair<int, int> PII;
typedef pair<LL, LL> PLL;
 
template <typename T> bool chkMax(T &x, T y) { return (y > x) ? x = y, 1 : 0; }
template <typename T> bool chkMin(T &x, T y) { return (y < x) ? x = y, 1 : 0; }
 
template <typename T> void inline read(T &x) {
    int f = 1; x = 0; char s = getchar();
    while (s < '0' || s > '9') { if (s == '-') f = -1; s = getchar(); }
    while (s <= '9' && s >= '0') x = x * 10 + (s ^ 48), s = getchar();
    x *= f;
}

const int N=5e5+5,inf=0x3f3f3f3f;
int n,m,a[N];
struct Tr
{
	int l,r;
	int mxa,lmxa,mxb,cnt;
	int mxadd,nmxadd,mxmx,nmxmx;
	LL sum;
}tr[N<<2];
void pushup(int p)
{
	tr[p].mxa=max(tr[p<<1].mxa,tr[p<<1|1].mxa);
	tr[p].mxb=max(tr[p<<1].mxb,tr[p<<1|1].mxb);
	tr[p].sum=tr[p<<1].sum+tr[p<<1|1].sum;
	if(tr[p<<1].mxa==tr[p<<1|1].mxa)
		tr[p].lmxa=max(tr[p<<1].lmxa,tr[p<<1|1].lmxa),
		tr[p].cnt=tr[p<<1].cnt+tr[p<<1|1].cnt;
	else if(tr[p<<1].mxa>tr[p<<1|1].mxa)
		tr[p].lmxa=max(tr[p<<1].lmxa,tr[p<<1|1].mxa),
		tr[p].cnt=tr[p<<1].cnt;
	else
		tr[p].lmxa=max(tr[p<<1|1].lmxa,tr[p<<1].mxa),
		tr[p].cnt=tr[p<<1|1].cnt;
}
void change(int k1,int k2,int k3,int k4,int p)
{
	tr[p].sum+=1ll*k1*tr[p].cnt+1ll*k2*(tr[p].r-tr[p].l+1-tr[p].cnt);
	tr[p].mxb=max(tr[p].mxb,tr[p].mxa+k3);
	tr[p].mxa+=k1;
	if(tr[p].lmxa!=-inf)tr[p].lmxa+=k2;
	tr[p].mxmx=max(tr[p].mxmx,tr[p].mxadd+k3);
	tr[p].nmxmx=max(tr[p].nmxmx,tr[p].nmxadd+k4);
	tr[p].mxadd+=k1;
	tr[p].nmxadd+=k2;
}
void pushdown(int p)
{
	int mx=max(tr[p<<1].mxa,tr[p<<1|1].mxa);
	if(mx==tr[p<<1].mxa)
		change(tr[p].mxadd,tr[p].nmxadd,tr[p].mxmx,tr[p].nmxmx,p<<1);
	else
		change(tr[p].nmxadd,tr[p].nmxadd,tr[p].nmxmx,tr[p].nmxmx,p<<1);
	if(mx==tr[p<<1|1].mxa)
		change(tr[p].mxadd,tr[p].nmxadd,tr[p].mxmx,tr[p].nmxmx,p<<1|1);
	else
		change(tr[p].nmxadd,tr[p].nmxadd,tr[p].nmxmx,tr[p].nmxmx,p<<1|1);
	tr[p].mxadd=tr[p].nmxadd=tr[p].mxmx=tr[p].nmxmx=0;
}
void build(int p,int l,int r)
{
	tr[p]={l,r};
	if(l==r)
	{
		tr[p].sum=tr[p].mxa=tr[p].mxb=a[l];
		tr[p].cnt=1;
		tr[p].lmxa=-inf;
		return ;
	}
	int mid=l+r>>1;
	build(p<<1,l,mid),build(p<<1|1,mid+1,r);
	pushup(p);
}
void modify_add(int p,int l,int r,int k)
{
	if(l<=tr[p].l&&tr[p].r<=r)
	{
		tr[p].sum+=1ll*k*(tr[p].r-tr[p].l+1);
		tr[p].mxa+=k;
		tr[p].mxb=max(tr[p].mxb,tr[p].mxa);
		if(tr[p].lmxa!=-inf)tr[p].lmxa+=k;
		tr[p].mxadd+=k;
		tr[p].nmxadd+=k;
		tr[p].mxmx=max(tr[p].mxmx,tr[p].mxadd);
		tr[p].nmxmx=max(tr[p].nmxmx,tr[p].nmxadd);
		return ;
	}
	pushdown(p);
	int mid=tr[p].l+tr[p].r>>1;
	if(l<=mid)
		modify_add(p<<1,l,r,k);
	if(r>mid)
		modify_add(p<<1|1,l,r,k);
	pushup(p);
}
void modify_min(int p,int l,int r,int v)
{
	if(tr[p].mxa<=v)return ;
	if(l<=tr[p].l&&tr[p].r<=r&&tr[p].lmxa<v)
	{
		int t=v-tr[p].mxa;
		tr[p].sum+=1ll*t*tr[p].cnt;
		tr[p].mxadd+=t;
		tr[p].mxa=v;	
		return ;
	}
	pushdown(p);
	int mid=tr[p].l+tr[p].r>>1;
	if(l<=mid)
		modify_min(p<<1,l,r,v);
	if(r>mid)
		modify_min(p<<1|1,l,r,v);
	pushup(p);
}
LL ask_sum(int p,int l,int r)
{
	if(l<=tr[p].l&&tr[p].r<=r)return tr[p].sum;
	LL res=0;
	int mid=tr[p].l+tr[p].r>>1;
	pushdown(p);
	if(l<=mid)res+=ask_sum(p<<1,l,r);
	if(r>mid)res+=ask_sum(p<<1|1,l,r);
	return res;
}
int ask_maxa(int p,int l,int r)
{
	if(l<=tr[p].l&&tr[p].r<=r)return tr[p].mxa;
	int res=-inf;
	int mid=tr[p].l+tr[p].r>>1;
	pushdown(p);
	if(l<=mid)res=max(res,ask_maxa(p<<1,l,r));
	if(r>mid)res=max(res,ask_maxa(p<<1|1,l,r));
	return res;
}
int ask_maxb(int p,int l,int r)
{
	if(l<=tr[p].l&&tr[p].r<=r)return tr[p].mxb;
	int res=-inf;
	int mid=tr[p].l+tr[p].r>>1;
	pushdown(p);
	if(l<=mid)res=max(res,ask_maxb(p<<1,l,r));
	if(r>mid)res=max(res,ask_maxb(p<<1|1,l,r));
	return res;
}
int main()
{
    scanf("%d%d",&n,&m);
    for(int i=1;i<=n;i++)scanf("%d",&a[i]);
    build(1,1,n);
    while(m--)
    {
    	int op,l,r,k,v;
    	scanf("%d%d%d",&op,&l,&r);
    	if(op==1)
    	{
    		scanf("%d",&k);
    		modify_add(1,l,r,k);
    	}
    	else if(op==2)
    	{
    		scanf("%d",&v);
    		modify_min(1,l,r,v);
    	}
    	else if(op==3)
    		printf("%lld\n",ask_sum(1,l,r));
    	else if(op==4)
    		printf("%d\n",ask_maxa(1,l,r));
    	else
    		printf("%d\n",ask_maxb(1,l,r));
    }
    return 0;
}

__EOF__

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posted @ 2022-10-19 09:33 zyy2001 阅读(34) 评论(0) 编辑收藏举报

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发表于 2022-10-19 09:33阅读：34评论：0推荐：0

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