Step1. 分析
如果你对区间修改与维护有了解,那么你一定知道这个题目需要用线段树来维护。
Step2. 思路 & 步骤
定义和初始化:
定义一些全局变量和结构体来存储数据和线段树节点信息。
三个结构体:
第一个结构体中定义一个a 数组用于存储线段树节点,每个节点包含区间的左边界l、右边界r、岛的长度len、左端点类别lc 和右端点类别rc。
第二个结构体中定义一个b 数组用于存储询问,每个询问包含左边界l、右边界r、海平面上升高度x 和询问的ID。
第三个结构体定义一个c 数组用于存储每个位置的高度及其id。
构建线段树:
build
函数用于构建线段树,将每个叶子节点初始化为长度为1 的岛屿。
更新操作:
change
函数用于更新区间内的节点,将对应的高度位置更新为新的类别。
查询操作:
ask
函数用于查询指定区间内的岛屿数量。
排序和处理:
将高度数组和查询数组分别按高度和海平面上升高度进行排序。
遍历每个查询,根据当前海平面上升高度更新线段树,然后进行查询并存储结果。
输出结果:
遍历每个查询的结果,按照原始顺序输出。
时间复杂度计算
这段代码的时间复杂度主要由以下几个部分构成:
构建线段树的时间复杂度:
build
函数在初始化时对所有节点进行递归构建,其时间复杂度为\mathcal {O}(n)。
更新线段树的时间复杂度:
change
函数在处理每次更新时需要递归更新相关节点,其时间复杂度为\mathcal {O}(\log n)。
查询线段树的时间复杂度:
ask
函数在处理每次查询时需要递归查询相关节点,其时间复杂度为\Theta (\log n)。
排序的时间复杂度:
sort
函数用于对高度数组和查询数组进行排序,其时间复杂度为\Theta (n \log n) 和\Theta (q \log q)。
主循环的时间复杂度:
主循环遍历每个查询,并在处理查询前对高度进行更新。由于每个高度更新和查询操作的复杂度为\Theta (\log n),并且每个高度只更新一次,因此这部分的总时间复杂度为\Theta ((n + q) \log n)。
综合来看,整个算法的时间复杂度为:
$$
\Theta((n + q) \log n)
$$(所以是不会炸的)
Code
#include <bits/stdc++.h>
#define int long long
#define endl "\n"
using namespace std;
const int N = 10001005;
int n, q, l, r, mid, x, sum, ma, ans[N], o, cnt, cnt1;
map<int, int> m;
// 结构体node用于存储线段树的节点信息
struct node {
int l, r, len, lc, rc; // l和r表示区间左右边界, len表示区间内岛屿的数量, lc和rc表示区间左右端点的类别
} a[N];
// 结构体deno用于存储高度信息
struct deno {
int x, id; // x表示高度, id表示高度对应的位置索引
} c[N];
// 结构体w用于存储查询信息
struct w {
int l, r, x, id; // l和r表示查询区间, x表示海平面上升高度, id表示查询的索引
} b[N];
// 更新节点信息函数
void gx(int p) {
a[p].len = a[p * 2].len + a[p * 2 + 1].len; // 合并左右子区间的岛屿数量
if (a[p * 2].rc == a[p * 2 + 1].lc) // 如果左右子区间的连接处高度相同,岛屿数量减少1
a[p].len--;
a[p].lc = a[p * 2].lc; // 更新左端点类别
a[p].rc = a[p * 2 + 1].rc; // 更新右端点类别
}
// 构建线段树函数
void build(int p, int l, int r) {
a[p].l = l;
a[p].r = r;
if (l == r) { // 叶子节点
a[p].len = a[p].lc = a[p].rc = 1; // 初始化为长度为1的岛屿
return;
}
int mid = (l + r) / 2;
build(p * 2, l, mid); // 递归构建左子树
build(p * 2 + 1, mid + 1, r); // 递归构建右子树
gx(p); // 更新当前节点信息
}
// 更新线段树函数
void change(int p, int l, int r) {
if (l <= a[p].l && a[p].r <= r) { // 完全覆盖
a[p].len = 0; // 将区间内的长度设置为0
a[p].lc = a[p].rc = ++cnt1; // 更新类别
return;
}
int mid = (a[p].l + a[p].r) / 2;
if (l <= mid) change(p * 2, l, r); // 递归更新左子树
if (mid < r) change(p * 2 + 1, l, r); // 递归更新右子树
gx(p); // 更新当前节点信息
}
// 查询线段树函数
int ask(int p, int l, int r) {
if (l <= a[p].l && a[p].r <= r) // 完全覆盖
return a[p].len;
int mid = (a[p].l + a[p].r) / 2;
int ans1 = 0;
if (l <= mid && mid < r) { // 跨区间查询
ans1 = ask(p * 2, l, r) + ask(p * 2 + 1, l, r); // 查询左右子树
if (a[p * 2].rc == a[p * 2 + 1].lc) // 如果左右子树的连接处高度相同,岛屿数量减少1
ans1--;
} else if (l <= mid) { // 查询左子区间
ans1 = ask(p * 2, l, r);
} else if (mid < r) { // 查询右子区间
ans1 = ask(p * 2 + 1, l, r);
}
return ans1;
}
// 比较函数,用于排序查询
bool cmp(w x, w y) {
return x.x < y.x;
}
// 比较函数,用于排序高度
bool cmp1(deno x, deno y) {
return x.x < y.x;
}
signed main() {
ios::sync_with_stdio(0);
cin.tie(0);
cout.tie(0);
cin >> n >> q;
cnt1 = n + 1;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
cin >> c[i].x;
c[i].id = i;
}
sort(c + 1, c + 1 + n, cmp1); // 按高度排序
for (int i = 1; i <= q; i++) {
cin >> b[i].l >> b[i].r >> b[i].x;
b[i].id = i;
}
sort(b + 1, b + 1 + q, cmp); // 按海平面上升高度排序
cnt = 1;
build(1, 1, n); // 构建线段树
for (int i = 1; i <= q; i++) {
while (cnt <= n && c[cnt].x <= b[i].x) {
change(1, c[cnt].id, c[cnt].id); // 更新线段树
cnt++;
}
ans[b[i].id] = ask(1, b[i].l, b[i].r); // 查询岛屿数量
}
for (int i = 1; i <= q; i++) {
cout << ans[i] << endl; // 输出结果
}
return 0;
}