莫队算法可用于解决一类可离线且在得到区间[l−1,r]的答案的问题

先看这样一个问题:

给出n个数字,m次询问,每次询问在区间(小z的袜子)

在区间[l,r]中,这个概率是:

∑i=1vC(2,f(i))C(2,r−l+1)
(v表示数字值,f(i)表示数字i在区间内出现的次数)

 

由于没有加和性质,传统的线段树什么的完全派不上用场了呢!

考虑分子,因为∑i=1vf(i)=r−l+1

若得知区间[l,r−1]。这样的方法对于随机数据表现是很好的,但也不难给出故意卡你的数据。

这时,就需要莫队算法来撑腰了,这也是莫队算法优化的精髓。

注意到,每个区间可以抽象成平面中的点,每次转移的花费都相当与从某点到另一点的曼哈顿距离的长度。恩,所以呢?

所以我们花费的便是这些平面中的点联通的曼哈顿距离。平面点的曼哈顿最小生成树!

对!但平面点的曼哈顿最小生成树怎么求呢?枚举两两点连接O(nlog2n)的求法,但我们有更简洁的方法。对,分块!

确实,利用分块,我们可以实现O(nn),只不过常数小一些罢了。

分块的做法:
[1,x],[x+1,2x],[2x+1,3x]...分块
用pos数组维护端点i在第pos[i]块中,然后就搞呗。

这样搞:

1):排序,以左段点所在的块为第一关键字,以右端点为第二关键字

2):从左往右处理询问(离线)

3):不断调整l,r的位置并同时修改

时间复杂度证明:

右端点移动:
首先我们考虑一个块里面的转移情况
由于一个块里面的询问都按右端点排序
所以我们右端点在一个块里面最多移动n次
有 O(n∗n)。

总结

莫队算法在解决离线区间询问几乎是无敌的。
恩,几乎只要能离线,用分块的莫队算法都能取得一个令人满意的的解法。
所以就有很多扩展(解决线段树等数据结构由于需要区间加和性而不能解决的问题),如区间众数,平均数什么的。
恩。棒!

附:
[BZOJ]2038 小Z的袜子 分块 莫队算法

#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <algorithm>

using namespace std;

const int maxn = 50000 + 500;
typedef long long LL;

LL gcd(LL a,LL b)
{
    return (b==0)?a:gcd(b,a%b);
}

int pos[maxn];
int col[maxn];
int f[maxn];
int n,m;

struct Query
{
    int l,r,id;
    LL a,b;
    friend bool operator < (const Query &R,const Query &T)
    {
        return pos[R.l]<pos[T.l] || (pos[R.l]==pos[T.l] && R.r<T.r);
    }
    void modify()
    {
        LL k=gcd(a,b);
        a/=k,b/=k;
    }
}Q[maxn];
bool cmp_id(const Query &a,const Query &b)
{
    return a.id<b.id;
}

void init()
{
    scanf("%d%d",&n,&m);
    for(int i=1;i<=n;++i)
        scanf("%d",&col[i]);
    int limit=(int)sqrt((double)n+0.5);
    for(int i=1;i<=n;++i)
        pos[i]=(i-1)/limit+1;//左端点分块
    for(int i=1;i<=m;++i)
    {
        scanf("%d%d",&Q[i].l,&Q[i].r);
        Q[i].id=i;
    }
    sort(Q+1,Q+m+1);
}

void modify(int p,LL &ans,int add)
{
    ans=ans+2*add*f[col[p]]+1;
    f[col[p]]+=add;
}

void solve()
{
    LL ans=0;
    int l=1,r=0;
    for(int i=1;i<=m;++i)
    {
        if(r<Q[i].r)
        {
            for(r=r+1;r<Q[i].r;++r)
                modify(r,ans,1);
            modify(r,ans,1);
        }
        if(Q[i].l<l)
        {
            for(l=l-1;Q[i].l<l;--l)
                modify(l,ans,1);
            modify(l,ans,1);
        }
        if(Q[i].r<r)
            for(;Q[i].r<r;--r)
                modify(r,ans,-1);
        if(l<Q[i].l)
            for(;l<Q[i].l;++l)
                modify(l,ans,-1);
        if(Q[i].l==Q[i].r)
        {
            Q[i].a=0,Q[i].b=1;
            continue;
        }
        Q[i].a=ans-(Q[i].r-Q[i].l+1),Q[i].b=(LL)(Q[i].r-Q[i].l+1)*(Q[i].r-Q[i].l);
        Q[i].modify();
    }
    sort(Q+1,Q+m+1,cmp_id);
    for(int i=1;i<=m;++i)
        printf("%lld/%lld\n",Q[i].a,Q[i].b);
}

int main()
{
    init();
    solve();

    return 0;
}

 

Refrence:
http://foreseeable97.logdown.com/posts/158522-233333

http://ydcydcy1.blog.163.com/blog/static/21608904020134411543898/

http://vawait.com/manhattanmst/

http://blog.csdn.net/huzecong/article/details/8576908

 

莫队算法可用于解决一类可离线且在得到区间[l−1,r]的答案的问题

先看这样一个问题:

给出n个数字,m次询问,每次询问在区间(小z的袜子)

在区间[l,r]中,这个概率是:

∑i=1vC(2,f(i))C(2,r−l+1)
(v表示数字值,f(i)表示数字i在区间内出现的次数)

 

由于没有加和性质,传统的线段树什么的完全派不上用场了呢!

考虑分子,因为∑i=1vf(i)=r−l+1

若得知区间[l,r−1]。这样的方法对于随机数据表现是很好的,但也不难给出故意卡你的数据。

这时,就需要莫队算法来撑腰了,这也是莫队算法优化的精髓。

注意到,每个区间可以抽象成平面中的点,每次转移的花费都相当与从某点到另一点的曼哈顿距离的长度。恩,所以呢?

所以我们花费的便是这些平面中的点联通的曼哈顿距离。平面点的曼哈顿最小生成树!

对!但平面点的曼哈顿最小生成树怎么求呢?枚举两两点连接O(nlog2n)的求法,但我们有更简洁的方法。对,分块!

确实,利用分块,我们可以实现O(nn),只不过常数小一些罢了。

分块的做法:
[1,x],[x+1,2x],[2x+1,3x]...分块
用pos数组维护端点i在第pos[i]块中,然后就搞呗。

这样搞:

1):排序,以左段点所在的块为第一关键字,以右端点为第二关键字

2):从左往右处理询问(离线)

3):不断调整l,r的位置并同时修改

时间复杂度证明:

右端点移动:
首先我们考虑一个块里面的转移情况
由于一个块里面的询问都按右端点排序
所以我们右端点在一个块里面最多移动n次
有 O(n∗n)。

总结

莫队算法在解决离线区间询问几乎是无敌的。
恩,几乎只要能离线,用分块的莫队算法都能取得一个令人满意的的解法。
所以就有很多扩展(解决线段树等数据结构由于需要区间加和性而不能解决的问题),如区间众数,平均数什么的。
恩。棒!

附:
[BZOJ]2038 小Z的袜子 分块 莫队算法

#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <algorithm>

using namespace std;

const int maxn = 50000 + 500;
typedef long long LL;

LL gcd(LL a,LL b)
{
    return (b==0)?a:gcd(b,a%b);
}

int pos[maxn];
int col[maxn];
int f[maxn];
int n,m;

struct Query
{
    int l,r,id;
    LL a,b;
    friend bool operator < (const Query &R,const Query &T)
    {
        return pos[R.l]<pos[T.l] || (pos[R.l]==pos[T.l] && R.r<T.r);
    }
    void modify()
    {
        LL k=gcd(a,b);
        a/=k,b/=k;
    }
}Q[maxn];
bool cmp_id(const Query &a,const Query &b)
{
    return a.id<b.id;
}

void init()
{
    scanf("%d%d",&n,&m);
    for(int i=1;i<=n;++i)
        scanf("%d",&col[i]);
    int limit=(int)sqrt((double)n+0.5);
    for(int i=1;i<=n;++i)
        pos[i]=(i-1)/limit+1;//左端点分块
    for(int i=1;i<=m;++i)
    {
        scanf("%d%d",&Q[i].l,&Q[i].r);
        Q[i].id=i;
    }
    sort(Q+1,Q+m+1);
}

void modify(int p,LL &ans,int add)
{
    ans=ans+2*add*f[col[p]]+1;
    f[col[p]]+=add;
}

void solve()
{
    LL ans=0;
    int l=1,r=0;
    for(int i=1;i<=m;++i)
    {
        if(r<Q[i].r)
        {
            for(r=r+1;r<Q[i].r;++r)
                modify(r,ans,1);
            modify(r,ans,1);
        }
        if(Q[i].l<l)
        {
            for(l=l-1;Q[i].l<l;--l)
                modify(l,ans,1);
            modify(l,ans,1);
        }
        if(Q[i].r<r)
            for(;Q[i].r<r;--r)
                modify(r,ans,-1);
        if(l<Q[i].l)
            for(;l<Q[i].l;++l)
                modify(l,ans,-1);
        if(Q[i].l==Q[i].r)
        {
            Q[i].a=0,Q[i].b=1;
            continue;
        }
        Q[i].a=ans-(Q[i].r-Q[i].l+1),Q[i].b=(LL)(Q[i].r-Q[i].l+1)*(Q[i].r-Q[i].l);
        Q[i].modify();
    }
    sort(Q+1,Q+m+1,cmp_id);
    for(int i=1;i<=m;++i)
        printf("%lld/%lld\n",Q[i].a,Q[i].b);
}

int main()
{
    init();
    solve();

    return 0;
}

 

Refrence:
http://foreseeable97.logdown.com/posts/158522-233333

http://ydcydcy1.blog.163.com/blog/static/21608904020134411543898/

http://vawait.com/manhattanmst/

http://blog.csdn.net/huzecong/article/details/8576908

 

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