lxl 讲课记录

线段树和平衡树

P7706 文文的摄影布置

给定一个有 $n$ 个二元组的数组 $(a_i,b_i)$，有三种操作，共 $m$ 次。

$1\ x\ v$，$a_x\gets v$

$2\ x\ v$，$b_x\gets v$

$3\ l\ r$，询问 $\max_{l\le i<i+1<j\le r} A_i+A_j-\min_{k=i+1}^{j-1}B_k$

简单题，我们用线段树维护，发现答案合并时就来自两个子树的答案和 $A,BA$，$AB,A$ 共四种情况，我们维护一下 $A,B,AB,BA$ 最大值即可。

我感觉可以修改可以推到区间上，因为内部相对大小不改变。

P6617 查找 Search

给定 $n,m,w$，有两种操作：

单点修改

询问区间是否能找出两个数使得其和为 $w$。

$1\le n,m,w\le 5\times 10^5,4s$

一个很弱智的想法是对于每个数找到其对应的前一个点，然后判断是否区间全部点的对应点下标都小于 $L$，但是这样复杂度是错的，这个题的好处是它有一个支配性质：

$\forall (i,j),(l,r)$ 满足条件且 $l\le i,j\le r$，则 $(l,r)$ 相比 $(i,j)$ 一定不优。

所以我们每个点只在 $O(1)$ 个点对里，此时复杂度正确。

而我们一个点点权的改变也只会造成 $O(1)$ 个点的对应点变化，然后就可以直接维护。

均摊复杂度

序列染色段数均摊

特点：修改有区间染色操作
用平衡树维护区间的颜色连续段
区间染色每次最多只会增加 $O(1)$ 个连续颜色段，用平衡树维护所有连续段即可
均摊的颜色段插入删除次数 $O(n+m)$

应用：
区间染色，维护区间的复杂信息
区间排序
“ODT”类问题
注意这里这个颜色段数均摊是有 $2\sim 3$ 的常数，常数很大

还有对于颜色段的区间修改：区间颜色段打标记一起动

区间染色类问题的复杂形式
一般会要求支持区间中每个颜色段进行移动，每个颜色段的移动是只需要考虑局部性质就可以确定的
设计一个可以合并的，移动颜色段的标记即可
需要注意颜色段长度变成 $0$ 之后消失这种情况，处理时需要维护最短的连续段，当长度变成 $0$ 时递归到叶子上找到这个颜色段并删除，同时修改局部的其他颜色段的局部相关信息

CF453E Little Pony and Lord Tirek

给一个序列，每个位置有初值 $a_i$，最大值 $m_i$，这个值每秒会增大 $r_i$，直到 $m_i$

有 $m$ 个发生时间依此增大的询问，每次询问区间和并且将区间的所有数字变成 $0$

$0\le n,m,a_i,m_i,r_i\le 10^5,0\le t_i\le 10^8$

对于每一个数第一次被询问，我们显然可以暴力做。

我们对时间使用颜色段均摊，然后就相当于询问经过时间 $T$ 后，每个位置会从 $0$ 变成多少。

我们发现，对于 $T\ge \lceil \frac {m_i} {r_i} \rceil$ 的元素，其贡献为 $m_i$，否则为 $Tr_i$。

我们对 $ \lceil \frac {m_i} {r_i} \rceil$ 建立主席树，维护 $\sum m_i$ 和 $\sum r_i$，即可解决这个问题。

P5066 [Ynoi2014] 人人本着正义之名

你需要帮珂朵莉维护一个长为 $n$ 的 $01$ 序列 $a$，有 $m$ 个操作：

$1\ l\ r$：把区间 $[l,r]$ 的数变成 $0$。

$2\ l\ r$：把区间 $[l,r]$ 的数变成 $1$。

$3\ l\ r$：$[l,r-1]$ 内所有数 $a_i$，变为 $a_i$ 与 $a_{i+1}$ 按位或的值，这些数同时进行这个操作。

$4\ l\ r$：$[l+1,r]$ 内所有数 $a_i$，变为 $a_i$ 与 $a_{i-1}$ 按位或的值，这些数同时进行这个操作。

$5\ l\ r$：$[l,r-1]$ 内所有数 $a_i$，变为 $a_i$ 与 $a_{i+1}$ 按位与的值，这些数同时进行这个操作。

$6\ l\ r$：$[l+1,r]$ 内所有数 $a_i$，变为 $a_i$ 与 $a_{i-1}$ 按位与的值，这些数同时进行这个操作。

$7\ l\ r$：查询区间 $[l,r]$ 的和。

本题强制在线，每次的 $l,r$ 需要与上次答案做 $\operatorname{xor}$ 运算，如果之前没有询问，则上次答案为 $0$。

我们用平衡树维护若干个 $01$ 的连续段，那么每个操作相当于让每个段的端点根据其颜色向左右移动 $\pm 1$，然后我们维护平衡树每颗子树里面有多少个 $01$ 以及区间位置就能在平衡树上二分找到 $[l,r]$ 分别是哪些颜色段。

然后我们要考虑一种区间长度变为 $0$ 的情况，我们暴力回收这个段，由于只有 $O(n+m)$ 段，所以复杂度正确，为了发现是否有段长度变成了 $0$，我们还需要维护 $01$ 段分别的长度最小值。

细节很多。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=4e6+5,INF=0x3f3f3f3f;
mt19937 rng(time(0));
int ans,a[N],n,m;
struct Node{
	int tl[2],tr[2],cnt[2],mn[2],s,lc,rc,l,r,val,p;
	inline Node(){
		tl[0]=tl[1]=tr[0]=tr[1]=cnt[0]=cnt[1]=s=lc=rc=l=r=val=p=0;
		mn[1]=mn[0]=INF;
	}
}t[N];
int rt,tot;
inline void up(int k){
	if(!k) return;
	t[k].mn[0]=min(t[t[k].lc].mn[0],t[t[k].rc].mn[0]),
	t[k].mn[1]=min(t[t[k].lc].mn[1],t[t[k].rc].mn[1]),
	t[k].cnt[0]=t[t[k].lc].cnt[0]+t[t[k].rc].cnt[0],
	t[k].cnt[1]=t[t[k].lc].cnt[1]+t[t[k].rc].cnt[1],
	t[k].s=t[t[k].lc].s+t[t[k].rc].s+t[k].val*(t[k].r-t[k].l+1),
	t[k].mn[t[k].val]=min(t[k].r-t[k].l+1,t[k].mn[t[k].val]),
	t[k].cnt[t[k].val]++;
}
inline void add(int k,int l0,int r0,int l1,int r1){
	if(!k) return;
	t[k].tl[0]+=l0,t[k].tl[1]+=l1,t[k].tr[0]+=r0,t[k].tr[1]+=r1;
	t[k].s+=t[k].cnt[1]*(r1-l1),t[k].mn[0]+=r0-l0,t[k].mn[1]+=r1-l1;
	if(!t[k].val) t[k].l+=l0,t[k].r+=r0;
	else t[k].l+=l1,t[k].r+=r1;
}
inline void push(int k){
	assert(k);
	int &l0=t[k].tl[0],&r0=t[k].tr[0],&l1=t[k].tl[1],&r1=t[k].tr[1];
	if(!l0&&!r0&&!l1&&!r1) return;
	add(t[k].lc,l0,r0,l1,r1),add(t[k].rc,l0,r0,l1,r1),l0=r0=l1=r1=0;
}
void split_l(int k,int lim,int &x,int &y){
	if(!k) return x=y=0,void();
	push(k);
	if(t[k].l<=lim) x=k,split_l(t[k].rc,lim,t[x].rc,y),up(x);
	else y=k,split_l(t[k].lc,lim,x,t[y].lc),up(y);
}
void split_r(int k,int lim,int &x,int &y){
	if(!k) return x=y=0,void();
	push(k);
	if(t[k].r<lim) x=k,split_r(t[k].rc,lim,t[x].rc,y),up(x);
	else y=k,split_r(t[k].lc,lim,x,t[y].lc),up(y);
}
int mer(int x,int y){
	if(!x||!y) return x+y;
	push(x),push(y);
	if(t[x].p<t[y].p) return t[x].rc=mer(t[x].rc,y),up(x),x;
	else return t[y].lc=mer(x,t[y].lc),up(y),y;
}
inline int findl(int x){return push(x),t[x].lc?findl(t[x].lc):x;}
inline int findr(int x){return push(x),t[x].rc?findr(t[x].rc):x;}
inline int nd(int l,int r,int v){
	if(l>r) return 0;
	t[++tot].p=rng(),t[tot].val=v,t[tot].l=l,t[tot].r=r;
	t[tot].s=(r-l+1)*v,t[tot].cnt[v]=1,t[tot].mn[v]=r-l+1;
	return tot;
}
inline void insert(int l,int r,int v){rt=mer(rt,nd(l,r,v));}
inline void setval(int l,int r,int v){
	int x,y,z,tx,ty;
	split_r(rt,l,x,y),split_l(y,r,y,z);
	tx=findl(y),ty=findr(y);
	if(t[tx].val==v) l=t[tx].l;
	else x=mer(x,nd(t[tx].l,l-1,t[tx].val));
	if(t[ty].val==v) r=t[ty].r;
	else z=mer(nd(r+1,t[ty].r,t[ty].val),z);
	if(x){
		tx=findr(x);
		if(t[tx].val==v) l=t[tx].l,split_r(x,t[tx].r,x,ty);
	}
	if(z){
		ty=findl(z);
		if(t[ty].val==v) r=t[ty].r,split_l(z,t[ty].l,tx,z);
	}
	rt=mer(mer(x,nd(l,r,v)),z);
}
inline void ins(int l,int r,int l0,int r0,int l1,int r1,int v){
	int x,y,z,tx,ty,tmp;
	split_r(rt,l,x,y),split_l(y,r,y,z);
	tx=findl(y),ty=findr(y);
	if(t[tx].val==v){
		split_l(y,t[tx].l,tmp,y),x=mer(x,tmp);
		if(!y) return rt=mer(x,z),void();
	}
	if(t[ty].val!=v){
		split_r(y,t[ty].r,y,tmp),z=mer(tmp,z);
		if(!y) return rt=mer(x,z),void();
	}
	add(y,l0,r0,l1,r1),rt=mer(mer(x,y),z);
}
inline bool ntr(int x){return min(t[x].mn[0],t[x].mn[1])==0;}
void del(int k){
	if(!k) return;
	push(k);
	if(t[k].l>t[k].r){
		int x,y,z,tx,ty;
		if(t[k].l==1) return split_r(rt,1,tx,rt);
		if(t[k].r==n) return split_l(rt,n,rt,tx);
		split_r(rt,t[k].r,x,y),split_l(y,t[k].l,y,z);
		tx=findl(y),ty=findr(y);
		return rt=mer(mer(x,nd(t[tx].l,t[ty].r,t[tx].val)),z),void();
	}
	if(ntr(t[k].lc)) return del(t[k].lc);
	if(ntr(t[k].rc)) return del(t[k].rc);
}
inline void maintain(){while(ntr(rt)) del(rt);}
inline int ask(int l,int r){
	int x,y,z,tx,ty;
	split_r(rt,l,x,y),split_l(y,r,y,z);
	tx=findl(y),ty=findr(y);
	int res=t[y].s-t[tx].val*(l-t[tx].l)-t[ty].val*(t[ty].r-r);
	rt=mer(mer(x,y),z);
	return res;
}
signed main(){
	n=read(),m=read();
	int lst=1,val=read();
	for(int i=2;i<=n;++i)
		if(read()!=val) insert(lst,i-1,val),lst=i,val^=1;
	insert(lst,n,val);
	while(m--){
		int opt=read(),l=read()^ans,r=read()^ans;
		if(opt<=2) setval(l,r,opt-1);
		if(opt==3) ins(l,r,0,-1,-1,0,1);
		if(opt==4) ins(l,r,1,0,0,1,0);
		if(opt==5) ins(l,r,-1,0,0,-1,0);
		if(opt==6) ins(l,r,0,1,1,0,1);
		if(opt==7) write(ans=ask(l,r));
		maintain();
	}
	flush();
}

PKUSC2021D1T2 逛街

~~lxl 锐评：所以这些比赛的出题人也没什么水平，出缝合题~~

我们同样考虑颜色段均摊，那么对于两端都大于两边的段，其每次操作长度增加 $1$。

对于两端都小于的段，每次操作长度减小 $1$。

其他情况长度不变。

然后同样维护这三种情况的数量，区间长度和，最小长度，如果出现长度为 $0$ 就暴力回收，然后询问用类似于楼房重建的单侧递归方式即可。

P9061 Optimal Ordered Problem Solver

给定 $n$ 个点 $(x_i,y_i)_{i=1}^n$，你需要按顺序处理 $m$ 次操作。每次操作给出 $o,x,y,X,Y$，

首先进行修改：

若 $o=1$ 则将满足 $x_i\le x,\;y_i\le y$ 的点的 $y_i$ 修改为 $y$；

若 $o=2$ 则将满足 $x_i\le x,\;y_i\le y$ 的点的 $x_i$ 修改为 $x$。

然后进行查询，询问满足 $x_i\le X,\;y_i\le Y$ 的点数。

$1\le n,m\le 10^6,1\le x_i,y_i\le n$

我们发现，被操作过的点构成了一条阶梯般的轮廓线，然后我们用平衡树维护这个轮廓线，由于这个轮廓线具有一个单调性，所以一次修改也是对这个平衡树的一段区间进行了 x 赋值或者 y 赋值，这个可以在平衡树上打标记维护。

修改时还需要我们找出新出现在轮廓线上的点，我们可以做一个扫描线，找到每个点第一次被覆盖的时间。

对于查询，我们做一个简单容斥，将询问分成三个部分减去全局总点数，需要在轮廓线上找出有贡献的点，这个可以在平衡树上二分。

对于还未被操作的点，是两个带修的 1−side 询问和一个未修改的 2−side 询问，二维数点即可。

这样我们就在 $O((n+m)\log n)$ 的时间复杂度内解决了问题。

被卡常了，mmsd

upd：加上两个优化过去了，一个是插入时的优化，还有一个是代码中 findx,findy 时在树上二分而不是采用常数很大的分裂合并，跑得还很快。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=1e6+5;
int n,m;
mt19937 rng(time(0));
struct Node{
	int x,y,p,tagx=-1,tagy=-1,tot,sz,lc,rc;
}t[N];
int tot,rt;
#define k1 t[k].lc
#define k2 t[k].rc
inline void push(int k){
	if(~t[k].tagx){
		if(k1) t[k1].tagx=t[k1].x=t[k].tagx;
		if(k2) t[k2].tagx=t[k2].x=t[k].tagx;
		t[k].tagx=-1;
	}
	if(~t[k].tagy){
		if(k1) t[k1].tagy=t[k1].y=t[k].tagy;
		if(k2) t[k2].tagy=t[k2].y=t[k].tagy;
		t[k].tagy=-1;
	}
}
#define fir first
#define sec second
int mer(int x,int y){
	if(!x||!y) return x+y;
	push(x),push(y);
	if(t[x].p<t[y].p) return t[x].rc=mer(t[x].rc,y),t[x].sz=t[t[x].lc].sz+t[t[x].rc].sz+1,x;
	else return t[y].lc=mer(x,t[y].lc),t[y].sz=t[t[y].lc].sz+t[t[y].rc].sz+1,y;
}
void split(int k,pair<int,int> V,int &x,int &y){
	if(!k) return x=y=0,void();
	push(k);
	if((t[k].x<V.fir)||(t[k].x==V.fir&&t[k].y>=V.sec)) x=k,split(t[k].rc,V,t[x].rc,y),t[x].sz=t[t[x].lc].sz+t[t[x].rc].sz+1;
	else y=k,split(t[k].lc,V,x,t[y].lc),t[y].sz=t[t[y].lc].sz+t[t[y].rc].sz+1;
}
void splitx(int k,int V,int &x,int &y){
	if(!k) return x=y=0,void();
	push(k);
	if(t[k].x<=V) x=k,splitx(t[k].rc,V,t[x].rc,y),t[x].sz=t[t[x].lc].sz+t[t[x].rc].sz+1;
	else y=k,splitx(t[k].lc,V,x,t[y].lc),t[y].sz=t[t[y].lc].sz+t[t[y].rc].sz+1;
}
void splity(int k,int V,int &x,int &y){
	if(!k) return x=y=0,void();
	push(k);
	if(t[k].y>V) x=k,splity(t[k].rc,V,t[x].rc,y),t[x].sz=t[t[x].lc].sz+t[t[x].rc].sz+1;
	else y=k,splity(t[k].lc,V,x,t[y].lc),t[y].sz=t[t[y].lc].sz+t[t[y].rc].sz+1;
}
int XX,YY,ZZ;
void ins(int &now,int x,int y,int id){
	if(!now) return now=id,void();
	push(now);
	if(t[id].p<t[now].p) return split(now,{x,y},XX,YY),now=mer(XX,mer(tot,YY)),void();
	if((t[now].x<x)||(t[now].x==x&&t[now].y>y)) ins(t[now].rc,x,y,id),t[now].sz=t[t[now].lc].sz+t[t[now].rc].sz+1;
	else ins(t[now].lc,x,y,id),t[now].sz=t[t[now].lc].sz+t[t[now].rc].sz+1;
}
inline void ins(int xx,int yy){
	t[++tot].p=rng(),t[tot].x=xx,t[tot].y=yy,t[tot].sz=1,ins(rt,xx,yy,tot);
}
int findx(int k,int v){
	if(!k) return 0;
	push(k);
	if(t[k].x<=v) return findx(k2,v)+t[k1].sz+1;
	else return findx(k1,v);
}
int findy(int k,int v){
	if(!k) return 0;
	push(k);
	if(t[k].y<=v) return findy(k1,v)+t[k2].sz+1;
	else return findy(k2,v);
}
inline void change(int xx,int yy,int opt){
	splitx(rt,xx,XX,YY),splity(XX,yy,XX,ZZ);
	if(!ZZ) return rt=mer(XX,YY),void();
	if(opt==2) t[ZZ].tagx=t[ZZ].x=xx;
	else t[ZZ].tagy=t[ZZ].y=yy;
	rt=mer(mer(XX,ZZ),YY);
}
struct node{int x,y,id;}a[N],S1[N],S2[N],Q[N],tim[N];
inline bool cmp(node X,node Y){return X.x>Y.x;}
inline bool cmp1(node X,node Y){return X.x<Y.x;}
inline bool cmp2(node X,node Y){return X.id<Y.id;}
namespace BIT1{
	int c[N];
	inline void add(int x,int v){for(;x;x-=x&-x) c[x]=min(c[x],v);}
	inline int ask(int x){
		int res=m+1;
		for(;x<=n;x+=x&-x) res=min(res,c[x]);
		return res;
	}
	inline void init(){for(int i=1;i<=n;++i) c[i]=m+1;}
}
struct query{
	int opt,a,b,c,d,id;
}q[N];
int ans[N],Tim[N];
struct BIT{
	int c[N];
	inline void add(int t,int v){for(;t<=n;t+=t&-t) c[t]+=v;}
	inline int ask(int t){
		int res=0;
		for(;t;t-=t&-t) res+=c[t];
		return res;
	}
	inline int ask(int l,int r){return ask(r)-ask(l-1);}
}X,Y,T;
struct dat{int x,l,r,v,id;}G[N<<1];
inline bool CCmp(dat a,dat b){return a.x<b.x;}
inline int downy(int xx){return Y.ask(xx)+findy(rt,xx);}
inline int leftx(int xx){return X.ask(xx)+findx(rt,xx);}
int qcnt;
inline void add(int a,int b,int c,int d,int id){G[++qcnt]=(dat){a-1,b,d,-1,id},G[++qcnt]=(dat){c,b,d,1,id};}
signed main(){
	read(n,m);
	for(int i=1;i<=n;++i)
		read(a[i].x,a[i].y),a[i].id=i,
		X.add(a[i].x,1),Y.add(a[i].y,1);
	for(int i=1;i<=m;++i)
		read(q[i].opt,q[i].a,q[i].b,q[i].c,q[i].d),q[i].id=i,
		Q[i]={q[i].a,q[i].b,i},S1[i]={q[i].a-(q[i].opt==2),q[i].b-(q[i].opt==1),i},S2[i]={q[i].c,q[i].d,i};
	BIT1::init();
	sort(S1+1,S1+m+1,cmp),sort(S2+1,S2+m+1,cmp);
	sort(Q+1,Q+m+1,cmp),sort(a+1,a+n+1,cmp);
	int idx=1,Idx=1;
	for(int i=1;i<=m;++i){
		while(idx<=n&&a[idx].x>Q[i].x) tim[idx]={a[idx].x,a[idx].y,BIT1::ask(a[idx].y)},++idx;
		BIT1::add(Q[i].y,Q[i].id);
	}
	while(idx<=n) tim[idx]={a[idx].x,a[idx].y,BIT1::ask(a[idx].y)},++idx;
	BIT1::init();
	for(int i=1;i<=m;++i){
		while(Idx<=m&&S2[Idx].x>S1[i].x) Tim[S2[Idx].id]=BIT1::ask(S2[Idx].y),++Idx;
		BIT1::add(S1[i].y,S1[i].id);
	}
	while(Idx<=m) Tim[S2[Idx].id]=BIT1::ask(S2[Idx].y),++Idx;
	sort(tim+1,tim+n+1,cmp2),idx=1;
	for(int i=1;i<=m;++i){
		change(q[i].a,q[i].b,q[i].opt);
		while(idx<=n&&tim[idx].id==i){
			if(q[i].opt==1) ins(tim[idx].x,q[i].b);
			else ins(q[i].a,tim[idx].y);
			X.add(tim[idx].x,-1),Y.add(tim[idx].y,-1),++idx;
		}
		if(Tim[i]>i) ans[i]=downy(q[i].d)+leftx(q[i].c)-n,add(q[i].c+1,q[i].d+1,n,n,i);
	}
	sort(a+1,a+n+1,cmp1),sort(G+1,G+qcnt+1,CCmp);
	idx=1,Idx=1;
	while(Idx<=qcnt&&G[Idx].x==0) ++Idx;
	for(int i=1;i<=n;++i){
		while(idx<=n&&a[idx].x<=i) T.add(a[idx].y,1),++idx;
		while(Idx<=qcnt&&G[Idx].x==i) ans[G[Idx].id]+=G[Idx].v*T.ask(G[Idx].l,G[Idx].r),++Idx;
	}
	for(int i=1;i<=m;++i) println(ans[i]);
}

普通均摊

CF679E Bear and Bad Powers of 42

定义一个正整数是坏的，当且仅当它是 $42$ 的次幂，否则它是好的。

给定一个长度为 $n$ 的序列 $a_i$，保证初始时所有数都是好的。

有 $q$ 次操作，每次操作有三种可能：

$1\ i$ 查询 $a_i$。

$2\ l\ r\ x$ 将 $a_{l\dots r}$ 赋值为一个好的数 $x$。

$3\ l\ r\ x$ 将 $a_{l \dots r}$ 都加上 $x$，重复这一过程直到所有数都变好。

$n,q \le 10^5$，$a_i,x \le 10^9$。

我们考虑在可能的值域 $O(qx)$ 内处理出所有 $42$ 的次幂，这个数量很少。

先考虑操作三，我们维护每个点还差多少到达下一个 $42$ 的次幂，等价于区间减，然后如果这个差的最小值小于 $0$，就暴力找到该点，更新成下一个还差的权值，然后最小值为 $0$ 说明还需要操作，由于势能分析，这样的复杂度为 $O(n\log n\log_{42}V)$。

然后考虑加入二操作的情况，我们可以将每个颜色段同时维护，这样复杂度就正确了，每次操作只会带来 $O(\log n\log_{42}V)$ 的势能。

这个可以平衡树无脑实现，也可以线段树在区间值全部相同的时候打标记实现。

CF702F T-Shirts

有 $n$ 种 T 恤，每种有价格 $c_i$ 和品质 $q_i$。

有 $m$ 个人要买 T 恤，第 $i$ 个人有 $v_i$ 元，每人每次都会买一件能买得起的 $q_i$ 最大的 T 恤。一个人只能买一种 T 恤一件，所有人之间都是独立的。

问最后每个人买了多少件 T 恤？如果有多个 $q_i$ 最大的 T 恤，会从价格低的开始买。

先考虑暴力，我们由于买 T 恤的顺序的固定的，所以我们可以将 T 恤排序，然后一个一个判断。

然后我们考虑用平衡树维护这个过程，用平衡树维护每个人，枚举 T 恤，然后我们发现大于 $c$ 的数会集体减去 $c$，然后我们发现对于一个有 $v$ 元钱的人，有三种情况。

$v<c$，不用管。
$c\le v<2c$，此时减去 $c$ 后，与 $v<c$ 的部分相对顺序会改变，我们暴力提取出来修改，然后扔回平衡树里即可。
$v\ge 2c$，我们对 $v$ 打上区间减标记，然后对 $ans$ 打上加 $1$ 标记即可。

然后对于暴力的第二部分，每一次修改后 $v$ 至少减少一半，每个点最多被暴力修改 $O(\log v)$ 次，所以复杂度正确。

总时间复杂度 $O(n\log n\log v+m\log n)$

扫描线

基础问题

CF1000F One Occurrence

给定长为 $n$ 的序列，$m$ 次查询区间中有多少数只出现一次。

$1\le n,m\le 5\times 10^5$

我们考虑每种数在什么情况下有贡献，我们发现，对于一种出现在 $a_1,a_2,\ldots a_k$ 的数，这种数会对 $l\in [a_{i-1}+1,a_{i}],r\in[a_{i},a_{i+1}-1]$ 的若干个矩形带来贡献，然后我们就将问题转化成了 $O(n)$ 次矩形加，$O(m)$ 次单点查询，扫描线解决。

#637. A. 数据结构

给一个长为 $n$ 的序列，$m$ 次查询：

如果将区间 $[l,r]$ 中所有数都 $+1$，那么整个序列有多少个不同的数？

询问间独立，也就是说每次查询后这个修改都会被撤销

$1\le n,m\le 10^6$

出现不太好考虑，我们考虑一种颜色 $x$ 在什么情况下没有贡献。

包含全部 $x$，且不包含任何一个 $x-1$，也就是对一些矩形的交有贡献，矩形的交还是矩形，还是可以扫描线做，时间复杂度 $O((n+m)\log n)$。

CF526F Pudding Monsters

给定一个 $n \times n$ 的棋盘，其中有 $n$ 个棋子，每行每列恰好有一个棋子。

对于所有的 $1 \leq k \leq n$，求有多少个 $k \times k$ 的子棋盘中恰好有 $k$ 个棋子。

$n \le 3 \times 10^5$。

我们将根据棋子每个列对应一个行，那么我们就是要统计 $\max-\min-len=-1$ 的区间数量，对 $r$ 扫描线，然后由于 $\max-\min-len\ge -1$，所以我们统计最小值数量和最小值个数即可。

时间复杂度 $O(n\log n)$。

区间子区间类模型

CF997E Good Subsegments

有一个$1-n$的排列 $P$

如果区间$[l,r]$中的数是连续的，那么我们称它为好区间。

有$q$次询问，每次问$[l,r]$内，有多少子区间是好的？

$1\le n,q\le 1.2\times 10^5$

我们发现，这个题是上个题的加强版，我们考虑在上个问题的最小值个数上做历史版本和，具体来说，多两个数组，一个记录答案，一个标记记录要更新的次数，然后就可以了。

时间复杂度 $O((n+q)\log n)$

CF103069G

给定一个序列，求区间有多少子区间，其内部出现过的颜色数为奇数

我们对 $r$ 扫描线，发现操作等价于 $01$ 序列区间异或，区间历史版本和，我们记录两个标记代表对 $1$ 和 $0$ 的答案贡献次数就可以了。

时间复杂度 $O((n+m)\log n)$。

换维扫描线

P3863序列

给定一个长度为 $n$ 的序列，给出 $q$ 个操作，形如：

$1~l~r~x$ 表示将序列下标介于 $[l,r]$ 的元素加上 $x$ （请注意，$x$ 可能为负）

$2~p~y$ 表示查询 $a_p$ 在过去的多少秒时间内不小于 $y$ （不包括这一秒，细节请参照样例）

开始时为第 $0$ 秒，第 $i$ 个操作发生在第 $i$ 秒。

我们发现，如果将序列维和时间维看成二维平面，那么我们的修改就是矩形加，然后查询是单列查询，我们对下标扫描线，维护时间维，那么我们的操作等价于后缀加，并查询区间不小于 $y$ 的数的个数，分块维护。

复杂度 $O(n\sqrt {n\log n})$。

P7560 [JOISC 2021 Day1] 饮食区

有一个长为 $n$ 的序列，序列每个位置有个队列

有 $m$ 个操作

每个操作形如 $[l,r]$ 的每个队列中进来了 $k$ 个 $type=c$ 的人

或者 $[l,r]$ 的每个队列中出去了 $k$ 个人（不足 $k$ 个则全部出去）

还有查询某个队列中第 $k$ 个人的 $type$（不足$k$个输出 $0$）

$1\le n.,m\le 2.5\times10^5$

我们对下标扫描线，然后发现如果队列未清空过，那么我们查询第 $k$ 个人可以先查询离开了的人数(比如 $x$ )，然后再在插入的人里二分找 $k+x$ 人即可。

但是对于有前缀清空的时候，这种方法似乎就错误了。

但我们发现，清空的最后一次仅可能在前缀最小值时取到，于是我们维护前缀最小值和前缀最小值下标即可，注意判断没有清空过的情况。

// Problem: P7560 [JOISC 2021 Day1] フードコート
// URL: https://www.luogu.com.cn/problem/P7560
// Memory Limit: 500 MB
// Time Limit: 1000 ms
// Author: Nityacke
// Time: 2023-11-30 13:57:18

#include<bits/stdc++.h>
#define int long long
using namespace std;
const int N=3e5+5;
int n,m,q,col[N],Type[N],ans[N];
struct Node{int opt,x,t;};
vector<Node>vec[N];
struct node{
	int sum,add,mn,pos;
	inline node(){sum=mn=add=pos=0;}
}t[N<<2];
inline node operator +(node a,node b){
	node c;
	c.mn=min(a.sum+b.mn,a.mn),c.sum=a.sum+b.sum,
	c.add=a.add+b.add,c.pos=(a.mn==c.mn?a.pos:b.pos);
	return c;
}
namespace ST{
	#define k1 (k<<1)
	#define k2 (k<<1|1)
	#define mid ((l+r)>>1)
	inline void up(int k){t[k]=t[k1]+t[k2];}
	void build(int k=1,int l=1,int r=q){
		if(l==r) return t[k].pos=l,void();
		build(k1,l,mid),build(k2,mid+1,r),up(k);
	}
	void change(int x,int v,int type,int k=1,int l=1,int r=q){
		if(l==r) return t[k].sum+=v,t[k].add+=v*type,t[k].mn=min(0ll,t[k].sum),void();
		if(x<=mid) change(x,v,type,k1,l,mid);
		else change(x,v,type,k2,mid+1,r);
		up(k);
	}
	node ask(int x,int k=1,int l=1,int r=q){
		if(x>=r) return t[k];
		if(x<=mid) return ask(x,k1,l,mid);
		else return t[k1]+ask(x,k2,mid+1,r);
	}
	int query(int x,int &v,int k=1,int l=1,int r=q){
		if(x<=l){
			if(t[k].add<v) return v-=t[k].add,0;
			if(l==r) return l;
			if(t[k1].add>=v) return query(x,v,k1,l,mid);
			return query(x,v-=t[k1].add,k2,mid+1,r);
		}
		if(x<=mid){
			int t=query(x,v,k1,l,mid);
			if(t) return t;
		}
		return query(x,v,k2,mid+1,r);
	}
	int asksum(int L,int R,int k=1,int l=1,int r=q){
		if(L<=l&&R>=r) return t[k].add-t[k].sum;
		if(R<=mid) return asksum(L,R,k1,l,mid);
		if(L>mid) return asksum(L,R,k2,mid+1,r);
		return asksum(L,R,k1,l,mid)+asksum(L,R,k2,mid+1,r);
	}
}
signed main(){
	ios::sync_with_stdio(false);
	cin.tie(0);cout.tie(0);
	cin>>n>>m>>q;
	int opt,x,y,z,t;
	for(int i=1;i<=q;++i){
		cin>>opt>>x>>y;
		if(opt==1) cin>>z>>t,col[i]=z,vec[x].push_back((Node){1,i,t}),vec[y+1].push_back((Node){1,i,-t});
		else if(opt==2) cin>>z,vec[x].push_back((Node){2,i,-z}),vec[y+1].push_back((Node){2,i,z});
		else Type[i]=1,vec[x].push_back((Node){3,i,y});
	}
	ST::build();
	for(int i=1;i<=n;++i)
		for(auto v:vec[i])
			if(v.opt<3) ST::change(v.x,v.t,2-v.opt);
			else{
				node t=ST::ask(v.x);
				ans[v.x]=ST::query((t.mn<0)*t.pos+1,v.t+=ST::asksum((t.mn<0)*t.pos+1,v.x));
			}
	for(int i=1;i<=q;++i)
		if(Type[i]) cout<<(ans[i]>i?0:col[ans[i]])<<endl;
}

莫队

感觉例题都很唐，不想写。

分块

P6779 [Ynoi2009] rla1rmdq

给定一棵 $n$ 个节点的树，树有非负边权，与一个长为 $n$ 的序列 $a$。

定义节点 $x$ 的父亲为 $fa(x)$，根 $rt$ 满足 $fa(rt)=rt$。

定义节点 $x$ 的深度 $dep(x)$ 为其到根简单路径上所有边权和。

有 $m$ 次操作：

$1\ l\ r$：对于 $l \le i \le r$， $a_i := fa(a_i)$ 。

$2\ l\ r$ ：查询对于 $l \le i \le r$，最小的 $dep(a_i)$。

$1\le n,m\le 2\times 10^5,3s,64MB$

我们考虑分块，然后最小值具有支配性质，具体的，如果 $x$ 这个树上节点之前到达过，那么这个往上跳的节点都没用了，然后我们均摊一下每个块只会访问树上每个节点一次，然后对于散快操作，暴力重剖往上跳 K 级祖先即可，由于每个点只会被跳 $O(\log n)$ 次，不影响复杂度，逐块处理可以做到线性空间。

P5063 [Ynoi2014] 置身天上之森

线段树是一种特殊的二叉树，满足以下性质：
每个点和一个区间对应，且有一个整数权值；
根节点对应的区间是 $[1,n]$；
如果一个点对应的区间是 $[l,r]$，且 $l<r$，那么它的左孩子和右孩子分别对应区间 $[l,m]$ 和 $[m+1,r]$，其中 $m=\lfloor\frac{l+r}{2}\rfloor$；
如果一个点对应的区间是 $[l,r]$，且 $l=r$，那么这个点是叶子；
如果一个点不是叶子，那么它的权值等于左孩子和右孩子的权值之和。
珂朵莉需要维护一棵线段树，叶子的权值初始为 $0$，接下来会进行 $m$ 次操作:
操作 $1$：给出 $l,r,a$，对每个 $x$（$l\leq x\leq r$），将 $[x,x]$ 对应的叶子的权值加上 $a$，非叶节点的权值相应变化；
操作 $2$：给出 $l,r,a$，询问有多少个线段树上的点，满足这个点对应的区间被 $[l,r]$ 包含，且权值小于等于 $a$。

$1\le n,m\le 10^5$

首先，我们发现线段树上只有 $O(\log n)$ 种节点大小，我们可以把节点大小相同的节点拉出来当一个序列，然后一次修改对每个序列的影响是区间加，然后边上的两块要特判一下，那么问题转化成了区间加区间小于等于某个数的个数，这个可以用分块轻松做到 $O((n+m)\sqrt {n\log n})$ 的复杂度，然后有 $O(\log n)$ 个序列，看起来复杂度是 $O((n+m)\sqrt {n\log n}\log n)$ 的，但仔细分析可以发现复杂度还是 $O((n+m)(\sqrt {n\log n}+\sqrt {\frac n 2 \log {\frac n 2}}+\sqrt {\frac n 4\log \frac n 4}+\ldots))=O((n+m)\sqrt {n\log n})$，并且空间复杂度是 $O(n+m)$，如果会分散层叠可以做到 $O((n+m)\sqrt n)$。

树套树和 CDQ 分治

[CQOI2011] 动态逆序对

典中典。

P3332 [ZJOI2013] K大数查询

你需要维护 $n$ 个可重整数集，集合的编号从 $1$ 到 $n$。
这些集合初始都是空集，有 $m$ 个操作：

$1\ l\ r\ c$：表示将 $c$ 加入到编号在 $[l,r]$ 内的集合中

$2\ l\ r\ c$：表示查询编号在 $[l,r]$ 内的集合的并集中，第 $c$ 大的数是多少。

注意可重集的并是不去除重复元素的，如 $\{1,1,4\}\cup\{5,1,4\}=\{1,1,4,5,1,4\}$。

我们把权值线段树套外面，然后对于内层维护的线段树，我们转化成区间加问题，然后对于询问，我们在外层权值线段树上二分，然后再内层线段树上查询即可。

时间复杂度 $O(m\log^2 n)$。

P9068 [Ynoi Easy Round 2022] 超人机械 TEST_95

我们发现本质不同很困难，有一个经典升维然后带个 $pre_i$ 计算，但是这里还有个利用了支配性质的做法。

我们对每种权值维护第一次出现和最后一次出现位置，比如记 $w(x,y,0/1,t)$，$x$ 在 $t$ 时刻变成了 $y$ 第一次/最后一次出现的位置的贡献，那么贡献是：

\[w(x,y,0,t)=\sum_{w(x',y',1,t')}[x'<x][y>y'][t'<t]\\ w(x,y,1,t)=\sum_{w(x',y',0,t')}[x'>x][y<y'][t'<t]\\ \]

至于删除贡献加一维就可以了，时间复杂度 $O(n\log^2 n)$，空间 $O(n)$。

P4690 [Ynoi2016] 镜中的昆虫

区间染色，区间数颜色。

颜色段均摊简单题，修改直接把所有可能改变的点找出来暴力修改。

P3242 [HNOI2015] 接水果

给定树上 $p$ 条带权路径，然后 $m$ 次询问，每次给定一条路径 $S$ 和一个数 $k$，询问被 $S$ 包含的路径中，大小第 $k$ 大的权值。

我们发现，那 $p$ 条路径在二维平面上的的影响是 $O(p)$ 个矩形，那么问题转化成把一个点包括的矩形的第 $K$ 大权值，扫描线一下发现是区间每个集合加入一个元素，询问某个集合第 $k$ 大，树套树即可。

可持久化

P5795 [THUSC2015] 异或运算

给定长度为 $n$ 的数列 $X={x_1,x_2,...,x_n}$ 和长度为 $m$ 的数列 $Y={y_1,y_2,...,y_m}$，令矩阵 $A$ 中第 $i$ 行第 $j$ 列的值 $A_{i,j}=x_i\ \operatorname{xor}\ y_j$，每次询问给定矩形区域 $i∈[u,d],j∈[l,r]$，找出第 $k$ 大的 $A_{i,j}$。

$1\leq n\leq 1000,1\leq m\leq 300000,1\le p\le 500$。

我们发现 $n,p$ 很小，我们可以设计一个 $O(np \text{polylog}(m))$ 的做法。

对 $Y$ 中每个元素建出可持久化 Trie，然后每次询问拿 $O(n)$ 个数在可持久化 Trie 上二分即可。

CF464E The Classic Problem

给定一张 $n$ 个点，$m$ 条边的无向图，每条边的边权为 $2^{x_i}$，求 $s$ 到 $t$ 的最短路，结果对 $10^9+7$ 取模。

$n, m, x \leq 10^5$。

典题，我们用线段树维护每一个二进制位为多少，然后一次修改就是去变成 $0$，单点修改，主席树维护最短路即可。

P7561 [JOISC 2021 Day2] 道路の建設案 (Road Construction)

给出平面上 $n$ 个点和一个数 $k$，请输出所有点对两两曼哈顿距离的前 $k$ 小值。

$1\le n,k\le 2.5\times 10^5$

我们考虑类似于超级钢琴的套路，那么问题转化成：每个点有一个平面，初始时此平面的点集就是所有点的集合，然后不断在此平面里查询距离这个点最近的点和删点。

对于询问距离，我们把贡献拆成 4 份，分开维护，对每个点维护左上，左下，右上，右下的最小贡献，这一部分用扫描线+主席树维护，然后删点新建一个版本即可。

时间复杂度 $O((n+k)\log n)$，不过看起来常数巨大，还巨难写，我写了 3KB 后扔了。

但是还有一些很好写的做法，转切比雪夫距离，二分答案，然后按 $X$ 排序，满足条件的点对在一个区间中，可以双指针维护，然后用 set 按 $Y$ 排序，维护这些点对，不难发现满足条件的点对也是一段区间，暴力统计点对，数量达到 $k$ 就退出，这个做法的复杂度是 $O((n+k)\log n\log V)$ 的，而且相当好写。

还有一个做法，转切比雪夫距离，二分答案，平面分块，发现能出现的点对在其周围的 $O(1)$ 个块中，具体的，加入每个点时，暴力统计周围块的点判断是否合法，点对数达到 $k$ 就退出，然后发现这个查找的总不合法点对数量是 $O(n+k)$ 的，时间复杂度 $O((n+k)\log V)$，常数在哈希表上。

树上问题

P1600 天天爱跑步

经典题，题意自己看吧。

我们发现，一条 $u\to v$ 的路径会对 $x$ 造成贡献的条件是：

$\sum_{u\in subtree_u}[d_x-a_x=d_u]$
$\sum_{v\in subtree_x}[d_x-a_x=2d_{lca}-d_u]$

发现等价于子树中一个数出现次数，做法很多，可以线段树合并，转化成 $dfs$ 子树前后桶大小拆分。

CF757G Can Bash Save the Day?

一棵 $n$ 个点的树和一个排列 $p_i$，边有边权，支持两种操作：

$l\ r\ x$，询问 $\sum\limits _{i=l}^{r} dis(p_i,x)$。

$x$，交换 $p_x,p_{x+1}$。

$n,q\leq 2\times 10^5$，强制在线。

我们考虑对询问差分，然后这个 $dis$ 我们可以用 P4211 LCA 的套路，转化成链加链求和，对于强制在线，主席树即可。

然后我们发现对于询问，我们只会改变 $x$ 版本的主席树，直接修改即可，时空复杂度 $O((n+m)\log^2 n)$，比较卡常，需要在操作进行一半的时候全部重构不然空间会炸，正解是 $O((n+m)\log n)$，可持久化边分树。

~~你说得对，但是 lxl 说 lct 可以可持久化，不知道能不能做单 log~~

CF1017G The Tree

给定一棵树，维护以下3个操作：

$1\ x$表示如果节点 $x$ 为白色，则将其染黑。否则对这个节点的所有儿子递归进行相同操作

$2\ x$表示将以节点 $x$ 为根的子树染白。

$3\ x$表示查询节点 $x$ 的颜色

我们发现，如果把一次 $1$ 操作看成单点 $+1$，所有点初值为 $-1$，一个节点被染黑的条件是 $x\to rt$ 的后缀最大值 $\ge 0$，然后对于 $2$ 操作，一个很 trival 的想法是直接子树赋值成 $-1$，但我们发现 $x\to rt$ 的后缀最大值此时不一定为 $-1$，我们要在 $x$ 上减去这个最大值，也就是除去 $f_x\to rt$ 的贡献，这样就是正确的。

LOJ6276

树，点有颜色，有多少链满足上面的颜色互不相同
每种颜色出现次数<=20，$n\le1e5$，4s

我们考虑找到哪些是不合法的，我们枚举同种颜色的两两点对，然后包含这个点对的路径在 dfn 序上是 $O(1)$ 个矩形，转化成矩形加，全局 $0$ 个数，扫描线即可。

时间复杂度 $O(cn\log n)$。

树分治

一般维护路径信息的话点分治和链分治比较好写

维护子树信息的话链分治会很方便

边分治用来分析一些问题会比较方便，因为进行了点度数的分治

具体问题需要考虑具体使用哪种树分治会更简单，每种树分治有其优点和缺点

点分治

序列上的分治是每次找一个中点，然后统计经过中点的区间，然后递归下去计算

树的点分治每次找一个重心，然后统计经过重心的路径，然后把这个点删去，树变成了很多连通子图，递归下去计算

我们每次递归下去的连通子图大小至少减半，所以递归树的深度 $O( \log n )$，所以点分治复杂度 $O( n\log n )$

点分治问题在于两两子树贡献的统计时，如果你直接做，可能会加上一个序列维的限制，就会很唐。

但是如果合并两个大小为 $O(a),O(b)$ 的子树复杂度为 $O(a+b)$ 的话，直接做复杂度又会假。

正确的方法是使用类似于哈夫曼树的方法，每次选出用堆最小的两个结构来合并，可以证明如果合并两个大小为 $O(a),O(b)$ 的子树复杂度为 $O(a+b)$ 的话，那么点分治的复杂度为 $O(n\log n)$，且优势在于我们只需要维护两个结构相互的贡献，在很多情况下可以代替边分治。

边分治

树的边分治每次找一条边，然后统计经过这条边的路径，然后把这条边删去，树变成了两个连通子图，递归下去计算

分治一般是想让分治出的每个子问题大小接近，所以我们尽可能让两边大小接近

实际上树的边分治更好地对应到了序列的分治

但是菊花图的时候复杂度会假，我们需要对树进行三度化，这样可以证明，每次子树大小最大只会是原来的 $\frac 2 3$，而且这个边分树会成为一颗二叉树，~~我们可以在上面做可持久化，边分树合并之类的神秘操作~~。

链分治

基于轻重链剖分的结构，可以看作是每次删去一条重链之后继续分治下去

实际上和树上启发式合并是等价的：我们观察启发式合并的时候，我们每次是把size小的子树插入size最大的子树，这个可以看做是这个size大的子树所在的重链被删除了，然后依次合并重链上的轻儿子到这个重儿子上

例题

P5314 [Ynoi2011] ODT

给你一棵树，边权为 $1$，有点权。

需要支持两个操作：

$1\ x\ y\ z$：表示把树上 $x$ 到 $y$ 这条简单路径的所有点点权都加上 $z$。

$2\ x\ y$：表示查询与点 $x$ 距离小于等于 $1$ 的所有点里面的第 $y$ 小点权。

首先我们知道考虑链分治，一个节点最多有 $O(1)$ 个邻域的点不是重链头，而且我们知道一次链加只会访问 $O(1)$ 个重链头，然后我们就可以对每个结点维护一颗平衡树，维护其轻儿子的权值，修改时在重链头的父亲的平衡树中修改，查询时暴力插入自己，父亲，重儿子三个节点的权值即可，修改复杂度 $O(\log^2n)$，查询复杂度 $O(\log n)$，不平衡，我们可以对每个点维护其子树大小 $O(a)$ 大的儿子，则一次修改复杂度为 $O(\log_a n\log n)$，查询复杂度 $O(a\log n)$，由于复杂度平衡，所以 $O(\log_a n)=O(a),a=O(\frac {\log n}{\log \log n})$，总时间复杂度 $O(n\log n+m\frac {\log^2 n}{\log \log n})$。

存在基于平衡树多树二分的 $O((n+m)\log n)$ 做法。

随便 YY 的题

给一棵树，点有点权，求所有路径中点权 xor 和最大的一条路径

Sol1：点分治

我们开一棵 Trie，维护插入的点到分治中心构成链的 xor 和，然后就是简单的查询和插入。

Sol2：边分治

需要三度化，优势是只需要合并两颗子树，虽然此题中无优越性。

Sol3：链分治

考虑启发式合并的过程，合并轻儿子前查询贡献，发现重儿子继承时会将 Trie 全局 xor 上一个值，我们可以懒惰处理，记录全局 xor 了 x，查询和插入时都 xor 上 x 即可。

CF150E Freezing with Style

给定一颗带边权的树，求一条边数在 $[L,R]$ 之间的路径，并使得路径上边权的中位数最大。输出一条可行路径的两个端点。

$1\le n\le 10^5$

典中典外面套个二分，然后点分治维护 $f_i$ 为长度为 $i$ 的权值最大值，发现两个结构合并复杂度是 $O(\max(len_x,len_y))$，所以按 $len$ 排序，然后合并时单调队列做一下就行了。

时间复杂度 $O(n\log n\log V)$，由于树形态不改变，为了卡常，可以提前记录点分治的形态，并将合并顺序记录下来。

P3292 [SCOI2016] 幸运数字

给出一棵 $n$ 个点的树，有点权，然后有 $m$ 次询问，每次询问给出 $v,x,y$，询问 $v$ 和 $x\to y$ 上的点任意 xor 的最大值。

我们考虑点分治，发现只有 $O(n\log n)$ 次线性基单点加入和 $O(m)$ 次线性基合并。

然后我们直接做就好了，时间复杂度 $O(n\log n\log V+m\log^2 V)$，空间复杂度 $O(n\log V)$。

有一个好写的前缀线性基做法。

LOJ6145

给出一棵 $n$ 个点的树，$m$ 次询问一个点 $x$ 到编号在 $[l,r]$ 中的点的距离的最小值。

$1\le n,m\le 2\times 10^5$

我们考虑点分治，每次用 $x$ 到分治中心的权值 + $[l,r]$ 到分治中心的最小值更新答案，这个做法支持可持久化后做强制在线。

还有一个做法是将 $x$ 扔到 $O(\log n)$ 个区间上，建虚树跑最短路。

可是虚树是十级内容，超纲了怎么办。

什么，这不是虚树，这是树上离散化，使用这个，复杂度变小变低。

~~所以我们只使用了离散化的知识~~

KDT

KDT 是最优正交范围搜索树，只有每次交换维度划分复杂度才是对的，且如果有插入，需要二进制分组，替罪羊式重构是错的。

二维范围修改查询问题：
1.对矩形中的元素进行一次修改
2.对矩形中的元素进行一次查询
修改对修改有结合律，修改对范围信息有分配律和结合律，范围信息对范围信息有交换律和结合律
有一个定理证明了在上面这个问题中，KDT是理论最优的范围修改查询数据结构，并且这个下界对离线情况依然成立

而二进制分组的查询复杂度是 $O(\sqrt{n}+\sqrt{\frac n 2}+\sqrt{\frac n 4}+\ldots)=O(\sqrt n)$，而插入总复杂度是 $O(\sum_{x=2^i}\frac n x x\log x)=O(n\log^2 n)$，十分的正确。

而且因为二进制分组带有时间顺序的信息，所以功能很完整。

注意：KDT 在查询信息不能剪枝时很慢，可以剪枝时更快。

KDT 在查询半平面，圆信息的时候全错，可以卡到飞起的。

Luogu3710 方方方的数据结构

第一行两个数 $n,m$，表示数列的长度和操作个数。

接下来 $m$ 行每行 $2$ 或 $4$ 个数。

如果第一个数为 $1$，接下来跟三个数 $l,r,d$，表示把区间 $[l,r]$ 中的数加上 $d$。

如果第一个数为 $2$，接下来跟三个数 $l,r,d$，表示把区间 $[l,r]$ 中的数乘上 $d$。

如果第一个数为 $3$，接下来跟一个数 $p$，表示询问 $p$ 位置的数 $\bmod\ 998244353$。

如果第一个数为 $4$，接下来跟一个数 $p$，表示将第 $p$ 行输入的操作撤销（保证为加或者乘操作，一个操作不会被撤销两次）。

我们离线可以得到每个操作的时间范围，那么加上上序列维度，我们就是矩阵加和乘，然后我们发现矩阵有 $O(n^2)$ 个元素，单次操作 $O(\sqrt {n^2})=O(n)$，鉴定为废了。

但是我们发现，我们只有 $O(m)$ 个单点操作，那么我们的点数降到了 $O(m)$，总时间复杂度 $O(m\sqrt m)$。

网上的神秘题

给一个长为 $n$ 的序列 $a$ 一个长为 $n$ 的序列 $b$
$b$ 是 $0,1$ 序列
有 $m$次操作，每次操作给出一个 $x$，将所有 $a_i=x$ 的 $b_i$ 异或 $1$，求有多少连续的 $1$ 段

我们发现 $1$ 连续段个数等价于有多少点两边各为 $01$。

我们把每个点表示成平面上的 $(a_i,a_{i+1})$，那么每次就是行，列做取反操作，然后求 $1$ 的个数。

好像是 SOJ 上的题

我们把每个点看作二位平面上的 $(i,rev_i)$，然后操作由于有均摊性，KDT 直接维护即可。

支配点对

初始有 n 个对象，两两对象之间可以产生一个贡献

每次给一个范围，求范围内的所有对象之间两两产生的贡献的信息合并

如果需要对两两对象计算贡献，并且每次询问需要求出范围内的两两对象的贡献，这样需要维护 $O(n^2)$ 对贡献，即 $O(n^2)$ 对二元组，复杂度过高

但是问题经常有性质，导致可以找出 $O(n\log n)$ 对两两对象之间的贡献，只需要查询范围内这 $O(n\log n)$ 对的贡献，即可覆盖 $O(n^2)$ 对的贡献

这个 $O(n\log n)$ 对二元组就叫做原问题的 $O(n^2)$ 对二元组的一个支配集

找出支配集后一般问题会变成几种平凡形式

第一类支配对

两两对象产生一个贡献，总共产生 $O(n^2)$ 对贡献，但是这些贡献中本质不同的只有 $O(n)$ 种

常见的题型：树保留区间点

一般这种问题在树上是常见的，有的树上问题要范围内的点两两点求出 LCA，这样是求范围内两两对象的贡献，但是 LCA 只有本质不同的 $n$ 个点

这种题的常见思路是做树上启发式合并，然后启发式合并时，加入点 $x$ 时，只考虑编号为 $x$ 的前驱后继的点和 $x$ 产生二元组，这样会找出 $O(n\log n)$ 个二元组，这些二元组可以支配原本$O(n^2)$ 对二元组的贡献

P7880 [Ynoi2006] rldcot

给定一棵 $n$ 个节点的树，树根为 $1$，每个点有一个编号，每条边有一个边权。

定义 $dep(x)$ 表示一个点到根简单路径上边权的和，$lca(x,y)$ 表示 $x,y$ 节点在树上的最近公共祖先。

共 $m$ 组询问，每次询问给出 $l,r$，求对于所有点编号的二元组 $(i,j)$ 满足 $l \le i,j \le r$ ，有多少种不同的 $dep( lca(i,j))$。

$1\le n\le 10^5,1\le m \le 5\times 10^5$

支配点对板子，我们考虑一个点 $x$ 在哪些情况下会成为 lca

$l\le x\le r$
在 $x$ 两颗不同子树中，存在两个点 $l\le a,b\le r$

然后我们就有一个做法，我们对每个点 $x$ 找到存在于两颗不同子树的所有点对 $(a,b)$ ，然后对询问扫描线，同时用树状数组维护每种深度在哪个位置产生贡献，这样的点对有 $O(n^2)$ 个，此时复杂度为 $O(n^2\log n+m\log n)$。

然后我们发现，这 $O(n^2)$ 个点对有很多是完全不必要的，比如设 $x$ 子树中分别有来自三颗不同子树的点 $a<b<c$，那么有可能产生贡献的点对只有 $(a,b)$ 和 $(b,c)$ ，而 $(a,c)$ 就不必要。

我们想想，发现只需要维护每个点在 $x$ 其他子树的前驱后继，这一部分可以用树上启发式合并 + set 维护，此时点对数量也降到和树上启发式合并次数相同，为 $O(n\log n)$，总时间复杂度为 $O(n\log^2 n+m\log n)$

P8528 [Ynoi2003] 铃原露露

给定一棵有根树，顶点编号为 $1,2,\dots,n$，对 $2\le i\le n$ 有 $f_{i}$ 为 $i$ 的父亲。$a_1,\dots,a_n$ 是 $1,\dots,n$ 的排列。

共 $m$ 次询问，每次询问给出 $l,r$，询问有多少个二元组 $L,R$，满足 $l\le L\le R\le r$，且对任意 $L\le a_x\le a_y\le R$，有 $x,y$ 在树上的最近公共祖先 $z$ 满足 $L\le a_z\le R$。

$1\le n,m\le 2\times 10^5$

对于所有不好做，我们考虑哪些区间是不满足条件的。

$a_x<a_y<a_{lca(x,y)}\to l\in[1,a_x],r\in[a_y,a_z)$
$a_{lca(x,y)}<a_x<a_y\to l\in(a_z,a_x],r\in[a_y,n]$

所以我们 dsu on tree 一下，寻找前驱后继，得到 $O(n\log n)$ 个矩形，然后我们转化成矩形加，矩形 $0$ 个数，扫描线后转化成历史 $0$ 个数，直接做就好了。

时间复杂度 $O(n\log^2 n+m\log n)$

第二类支配对

两两对象产生一个贡献，总共产生 $O(n^2)$ 对贡献，但是这些贡献中本质不同的有 $O(n^2)$ 种
常见的题型：区间内两两算个东西然后求 $\min$ 或 $\max$

有两种常见的支配对形式：

第一种是对每个 i，可以用数据结构高效找出 $O(\log n)$ 个 $j$，这些 $(i,j)$ 的贡献支配了所有 $(i,1),(i,2),...(i,n)$ 的贡献

第二种是对一维分治时，假设对大小 $n$ 的问题进行分治，会产生 $O(n)$ 对跨过分治中线的贡献，这些贡献支配了本来两边产生的 $O(n^2)$ 对贡献，一般这种问题会对信息那一维分治，不对序列分治

第一种情况

$(x_1,y_1)$ 的贡献可以支配 $(x_2,y_2)$ 的贡献，则 $(x_1,y_1)$ 构成的区间被 $(x_2,y_2)$ 构成的区间包含，并且统计 $(x_1,y_1)$ 的贡献后，统计 $(x_2,y_2)$ 的贡献一定不改变询问答案

首先 $(i,i+1)$ 的贡献一定是必要的，因为没有比 $(i,i+1)$ 小的区间
对每个 $i$，我们先令 $j=i+1$，计算 $(i,j)$ 的贡献
然后找到一个 $k$，满足 $j<k$,$(i,k)$ 有贡献，当且仅当 $(i,j)，(j,k)$ 的贡献无法支配 $(i,k)$ 的贡献

利用这一条性质对 $a_k$ 的可行范围做限制，如果可以保证每次 $a_k$ 可行范围减半，则对每个 $i$ 最多有 $O(\log n)$ 个 $j$ 有贡献

CF765F Souvenirs

我们发现，对于 $i<j<k,a_i<a_k<a_j$，如果 $a_k-a_i\ge a_j-a_k$ 时，$(i,k)$ 这个点对就是没有贡献的，然后我们发现 $a_k<\frac 1 2 (a_i+a_j)$，有效的 $(i,k)$ 点对只有 $O(n\log V)$ 个，然后找出来扫描线即可。

NC262593 The Closest Pair

给定一个长度为 $n$ 的序列 $a$，保证 互不相同

$q$ 次询问一个区间 $[l,r]$ 中选出两个数 $(a_i,a_j)$，$\max(a_i,a_j)\bmod \min(a_i,a_j)$ 的最小值。

$1\le n\le 10^5,1\le q\le 3\times 10^5,1\le V\le 10^6,6s$

我们将 $a\bmod b$ 转化成 $a-\lfloor\frac a b \rfloor b$，然后我们不妨令贡献来自于 $a_i>a_j,i<j$，对于另一种情况可以翻转再做一遍。

我们扫描时枚举 $\lfloor \frac a b\rfloor $，然后由于所有数互不相同，我们枚举的 $(\lfloor \frac a b\rfloor,b)$ 只有 $O(V\log V)$ 对，且此时我们的 $a$ 只能在一个值域区间内，然后我们先找出一个下标最大的 $j$，满足 $a_j\in [L,R]$，然后再找出一个下标最大的 $k\in [L,a_j]$，然后我们发现，如果 $(k,i)$ 是一对有用的点对，那么就有 $a_k\bmod a_i<a_j\bmod a_k$，即 $a_k-L<a_j-a_k$，所以 $a_k<\frac 1 2 (a_j+L)$，有用的 $k$ 只有 $O(\log V)$ 个，准确来说，所有有用点对数量最多为 $O(\sum_{i=1}^n \frac V i\log i)=O(V\log V\log n)$ 对，我们对这些点对扫描线即可，时间复杂度 $O(V\log V\log^2 n)$。

P9058 [Ynoi2004] rpmtdq

给定一棵有边权的无根树，需要回答一些询问。

定义 $\text{dist}(i,j)$ 代表树上点 $i$ 和点 $j$ 之间的距离。

对于每一组询问，会给出 $l,r$，你需要输出 $\min(\text{dist}(i,j))$ 其中 $l\leq i < j \leq r$。

$1\le n\le 2\times 10^5,1\le q\le 10^6$。

我们考虑对树分治，然后我们发现，合并两个结构时，设一个结构中有 $x$，一个结构中有 $i,j$，到分治中心的距离分别为 $d_x,d_i,d_j$，且 $\max(d_i,d_j)\le d_x$，那么如果 $x<\min(i,j)$ 或者 $\max(i,j)<x$，那么 $(x,i),(x,j)$ 就是无意义的(因为被 $(i,j)$ 支配)，或者说，只有距离不大于 $d_x$ 的 $x$ 的前驱后继会出现贡献，这样我们在树上会找到 $O(n\log n)$ 个点对，然后扫描线即可。

时间复杂度 $O(n\log^2 n+m\log n)$。

posted @ 2023-11-23 17:01 Nityacke 阅读(289) 评论(0) 收藏举报

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