[线段树] [分段函数] P5609 [Ynoi2013] 对数据结构的爱

posted on 2025-09-03 12:23:38 | under | source

尝试更自然地叙述思路。唯一一处跳跃性步骤也是符合人类直觉的。

题意：给你长为 \(n\) 的操作序列 \(a\) 及定值 \(p\)，\(m\) 次询问，每次给出 \([l,r,x]\)，求出 \(x\) 依次进行操作 \([l,r]\) 后的值。一次操作会使得 \(x\gets x+a_i\)，然后若 \(x\ge p\) 则 \(x\gets x-p\)。\(n\le 10^6,m\le 2\times 10^5\)。

不妨从函数的视角出发，容易发现这是一个由若干段 \(k=1\) 线段构成的分段函数。显然初值越大就会被减去更多次 \(p\)，于是这个分段函数可以用一个序列 \(x_i\) 描述，初值在 \([x_i,x_{i+1})\) 都满足恰被减去 \(i\) 次 \(p\)。

由于 \(|x|\) 是操作个数级别的，很自然想到上线段树，对每个区间维护其分段函数。假如能预处理出 \(x\)，那么每次查询只需拆分区间后，依次二分得到会被减去几次 \(p\) 即可 \(O(\log^2 n)\) 算出答案。

重点是怎么实现 push_up 函数。考虑朴素合并，对于左边区间 \(i\)，若其终值区间覆盖了右边区间 \(j\) 的左端点，则可以向 \(x_{i+j}\) 贡献，记这个贡献是 \(f(i,j)\)，显然 \(f(i,j)\in [x_i,x_{i+1})\)，于是 \(f(i,j)<f(i+1,j-1)\)，于是 \(j\) 最大即可取到最小值。

（为了方便，不妨放宽限制化区间为前缀，只不过贡献时与 \(a_i\) 取个 \(\max\) 即可。）

合法 \(i,j\) 判定条件即为：\(x_{i+1}-1+s_{lson}-ip\ge x_j\)。于是 \(i\) 合法的 \(j\) 是段前缀。同时合理猜想 \(i\) 的合法 \(j\) 前缀边界随着 \(i\) 增大而增大，即 \(j\) 合法的 \(i\) 是段后缀。

那么直接双指针即可，复杂度为 \(O(n\log n)\)。

证明：等价于 \(x_i-ip\) 递增，接下来证 \(x_{i+1}-x_i\ge p\)。你考虑代初值为 \(x_i\) 时，恰好做完 \(i\) 次减法后值必然为 \(0\) 且之后值不能超过 \(0\)，不然 \(x_i\) 可取更小，因此至少再加上 \(p\) 才能多减一次。

总结：本题运用线段树维护分段函数，重点为合并儿子信息。需要一定的直觉。

代码

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

#define int long long
#define MIN(a, b) a = min(a, b)
const int N = 1e6 + 5, inf = 1e17, M = 3e7 + 5;
int n, m, p, a[N], now, l, r, lstans;

namespace SGT{
    #define lt (u << 1)
    #define rt (u << 1 | 1)
    #define mid (l + r >> 1)
    int s[N << 2], x[M], beg[N << 2], siz[N << 2], tot;
    
    inline void build(int u, int l, int r){
        beg[u] = tot, siz[u] = r - l + 3; tot += siz[u];
        for(int i = 0; i <= r - l + 2; ++i) x[beg[u] + i] = inf;
        if(l == r) {x[beg[u]] = -inf, x[beg[u] + 1] = p - a[l], s[u] = a[l]; return ;}
        build(lt, l, mid), build(rt, mid + 1, r);
        s[u] = s[lt] + s[rt];
        int lsiz = mid - l + 1, rsiz = r - mid;
        for(int i = 0, j = 0; i <= lsiz; ++i){
            while(1){
                MIN(x[beg[u] + i + j], max(x[beg[lt] + i], x[beg[rt] + j] - s[lt] + i * p));
                ++j;
                if(j > rsiz) {j = rsiz; break;}
                if(x[beg[lt] + i + 1] - 1 + s[lt] - i * p < x[beg[rt] + j]) {--j; break;}    
            }
        }
    }
    inline void fid(int u, int l, int r, int ll, int rr){
        if(ll <= l && r <= rr){
            int val = upper_bound(x + beg[u], x + beg[u] + siz[u], now) - (x + beg[u]) - 1;
            now = now + s[u] - val * p;
            return ;
        }
        if(ll <= mid) fid(lt, l, mid, ll, rr);
        if(rr > mid) fid(rt, mid + 1, r, ll, rr);
    }
}using namespace SGT;
signed main(){
    cin >> n >> m >> p;
    for(int i = 1; i <= n; ++i) scanf("%lld", &a[i]);
    build(1, 1, n);
    while(m--){
        scanf("%lld%lld%lld", &l, &r, &now);
        l ^= lstans, r ^= lstans, now ^= lstans;
        assert(l <= r);
        fid(1, 1, n, l, r);
        printf("%lld\n", now);
        lstans = (now % n + n) % n;
    }    
    return 0;
}