LOJ#6913. 树莓立方体自学式题解
变态扫描线。
形式化题意
给出 行 列的矩阵 ,对 个询问,每次询问给出 ,求:
$$\sum_{l\leq x\leq y\leq r}F\bigg(\max_{1\leq i\leq k}\min_{x\leq j\leq y}a_{i,j}\bigg) $$其中 。
做法
显然这个 的意思就是防止你把里面的东西拆到外面,我们套路地考虑哪些子区间的 是一样的。
对于同一行,满足 的 显然是在 两边且覆盖两段连续段,这里就有一个天才的想法:对所有 从大到小排序并顺序加入。如果 和 之前加入过,那么 就可以在两边连续段分别进行取值,然后由 合并成一个新的连续段,这只需要并查集简单维护即可。
从大到小加入的另一个好处是,它的顺序也使得外层 更好处理。我们不妨再思考套路,子区间问题映射到二维平面通常是一种不错的视角,具体的,我们设横轴为 ,纵轴为 ,设对于 使得 满足 ,则 的合法取值映射到二维空间就是一个 的矩形,而这个 制约了我们后加入的矩形不能覆盖之前的矩形。
听起来并不好处理,因为矩形之间可能会有重叠,那怎么办?
考虑什么东西是好维护的。如果我们可以把这些矩形变成阶梯状,将易于维护(要不然难以把后加入的矩形进行切割)。不如大胆将矩形向右下角扩张,即变成 ,它包含了三个部分,第一部分是原来合法的部分,第二部分是 合法线以下的部分( 不合法,值为 ),而第三部分是合法的,比如 。但你仔细观察:第三部分一定被之前加入过的连续段完全覆盖!也就是说它一定被之前加入的矩形覆盖了,我们不用管它。那么后加入矩形剩下要加入的部分,都位于阶梯之上,原阶梯每一个顶点都会对这个矩形切一刀,而顶点数显然是 的(每个矩形最多贡献一个顶点),维护阶梯每一段的高然后遍历加入矩形再推平,复杂度是对的(珂朵莉树是好东西)。
下图蓝色矩形是旧阶梯,红色矩形是新加入的矩形。

每个矩形(三角形)的贡献为 ,面积怎么算?考虑使用特殊的线段树进行扫描线。自下而上扫描的时候,我们线段树维护两个和 , 不考虑合法线阶段,对矩形做普通扫描线。每扫完新的一行把 左边所有区间的 ,询问的时候查询这个 。这个操作叫做 tick。
这个操作是有时间顺序的,怎么下传懒标记?
利用矩阵天然的结合律性质,我们设向量 ,其中 是区间长度,而之前的向量为 ,则 tick 操作的矩阵:
$$[hsum',sum',len']=[hsum,sum,len]\times \begin{bmatrix} 1&0&0\\ 1&1&0\\ 0&0&1 \end{bmatrix} $$为了保证顺序加法也需要用矩阵表示,假设我们要区间加 :
$$[hsum',sum',len']=[hsum,sum,len]\times \begin{bmatrix} 1&0&0\\ 0&1&0\\ 0&V&1 \end{bmatrix} $$当然嫌常数大也可以手动展开矩阵乘法删掉那些永远是 的项。
我的稀疏矩阵乘法线段树是 gemini 写的,我实在懒得写这个了。。。这个题太长。。。
#include <bits/stdc++.h>
#define int long long
#define endl '\n'
#define debug cout<<"debug"<<endl;
#define MOD (1000000007)
using namespace std;
const int MAXN = 5e4 + 10;
int k, n, q, a[MAXN][21], A, B, C;
pair<int, pair<int, int>> rk[MAXN * 20];
int rk_idx;
struct DSU {
int fa[MAXN], l[MAXN], r[MAXN];
inline int find(int x) {
if (fa[x] == x) return x;
return fa[x] = find(fa[x]);
}
inline void init() {
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
fa[i] = i;
l[i] = r[i] = i;
}
}
inline void merge(int x, int y) {
int fx = find(x), fy = find(y);
if (fx != fy) {
fa[fx] = fy;
l[fy] = min(l[fy], l[fx]);
r[fy] = max(r[fy], r[fx]);
}
}
};
struct ODT {
struct Area {
int l, r;
mutable int v;
Area(int vl, int vr, int vv) {
l = vl, r = vr, v = vv;
}
bool operator<(const Area& other)const {
return l < other.l;
}
};
set<Area> tr;
set<Area>::iterator split(int pos) {
set<Area>::iterator it = tr.lower_bound(Area(pos, 0, 0));
if (it != tr.end() && pos == it->l) return it;
--it;
if (it->r < pos) return tr.end();
int l = it->l, r = it->r, v = it->v;
tr.erase(it);
tr.emplace(l, pos - 1, v);
return tr.emplace(pos, r, v).first;
}
};
struct Segment {
int p, l, r, v;
Segment() {}
Segment(int _p, int _l, int _r, int _v): p(_p), l(_l), r(_r), v(_v) {}
bool operator<(const Segment&other) const {
return (p == other.p) ? v < other.v : p < other.p; //开区间写法,先处理删除矩形
}
};
// 1. 定义矩阵乘法运算(只展开非 0 项,常数极小)
struct matrix {
int mat[3][3];
matrix() {
memset(mat, 0, sizeof(mat));
}
// 初始化为单位矩阵
inline void identity() {
memset(mat, 0, sizeof(mat));
mat[0][0] = mat[1][1] = mat[2][2] = 1;
}
// 矩阵相乘(直接白嫖 std 的展开公式)
friend matrix operator * (const matrix A, const matrix B) {
matrix C;
C.mat[0][0] = 1;
C.mat[1][0] = A.mat[1][0] + B.mat[1][0];
C.mat[1][1] = 1;
C.mat[2][0] = A.mat[2][0] + A.mat[2][1] * B.mat[1][0] + B.mat[2][0];
C.mat[2][1] = A.mat[2][1] + B.mat[2][1];
C.mat[2][2] = 1;
return C;
}
};
// 2. 矩阵乘法线段树
struct Segment_Tree {
#define lc (p<<1)
#define rc (p<<1|1)
struct Node {
int f[3]; // f[0]: sumh(历史和), f[1]: sum(当前值), f[2]: len(长度)
matrix mat; // 懒惰标记矩阵
bool tag; // 标记是否有效
} tr[MAXN << 2];
inline void push_up(int p) {
tr[p].f[0] = tr[lc].f[0] + tr[rc].f[0];
tr[p].f[1] = tr[lc].f[1] + tr[rc].f[1];
tr[p].f[2] = tr[lc].f[2] + tr[rc].f[2];
}
// 初始化,必须先调用,为了给 f[2] (长度) 赋初始值 1
void build(int p, int l, int r) {
tr[p].tag = false;
tr[p].mat.identity();
tr[p].f[0] = tr[p].f[1] = 0;
if (l == r) {
tr[p].f[2] = 1; // 初始化底层的区间长度
return;
}
int mid = (l + r) >> 1;
build(lc, l, mid);
build(rc, mid + 1, r);
push_up(p);
}
// 把矩阵 A 乘到节点 p 上
inline void Assign(int p, const matrix& A) {
int g[3] = {0};
g[0] = tr[p].f[0] + tr[p].f[1] * A.mat[1][0] + tr[p].f[2] * A.mat[2][0];
g[1] = tr[p].f[1] + tr[p].f[2] * A.mat[2][1];
g[2] = tr[p].f[2];
tr[p].f[0] = g[0], tr[p].f[1] = g[1], tr[p].f[2] = g[2];
// 标记下传合并:新标记 = 老标记 * 新来的矩阵 A
if (!tr[p].tag) {
tr[p].tag = true;
tr[p].mat = A;
} else {
tr[p].mat = tr[p].mat * A;
}
}
inline void push_down(int p) {
if (tr[p].tag) {
Assign(lc, tr[p].mat);
Assign(rc, tr[p].mat);
tr[p].tag = false;
tr[p].mat.identity(); // 恢复为单位矩阵
}
}
// 执行加法操作:乘上 M_{add}
void update_add(int p, int l, int r, int L, int R, int V) {
if (l >= L && r <= R) {
matrix A;
A.identity();
A.mat[2][1] = V; // 在 (2,1) 放置要加的值
Assign(p, A);
return;
}
push_down(p);
int mid = (l + r) >> 1;
if (L <= mid) update_add(lc, l, mid, L, R, V);
if (R > mid) update_add(rc, mid + 1, r, L, R, V);
push_up(p);
}
// 执行历史累加:乘上 M_{tick}
void update_tick(int p, int l, int r, int L, int R) {
if (L > R) return;
if (l >= L && r <= R) {
matrix A;
A.identity();
A.mat[1][0] = 1; // 触发一次 Tick
Assign(p, A);
return;
}
push_down(p);
int mid = (l + r) >> 1;
if (L <= mid) update_tick(lc, l, mid, L, R);
if (R > mid) update_tick(rc, mid + 1, r, L, R);
push_up(p);
}
// 查询区间历史和
int query_hsum(int p, int l, int r, int L, int R) {
if (l >= L && r <= R) return tr[p].f[0]; // f[0] 就是我们要的 Ans
push_down(p);
int mid = (l + r) >> 1, res = 0;
if (L <= mid) res += query_hsum(lc, l, mid, L, R);
if (R > mid) res += query_hsum(rc, mid + 1, r, L, R);
return res;
}
#undef lc
#undef rc
};
DSU dsu[21];
bitset<MAXN> tag[21];
ODT odt;
vector<Segment> seg;
vector<int> modify[MAXN], query[MAXN];
pair<int, int> que[MAXN];
Segment_Tree st;
int ans[MAXN];
inline int F(int x) {
return A ^ (B * x + C);
}
inline void add_square(int l1, int r1, int l2, int r2, int d) {
auto itr = odt.split(r1 + 1), itl = odt.split(l1), it = itl; //珂朵莉树维护上轮廓线,itr其实没必要,但我是复制的板子
for (; it != itr; ++it) { //左上顶点只有O(kn)个,遍历odt复杂度是对的
if (it->v >= r2) break ;
seg.emplace_back(it->v + 1, it->l, it->r, d);
seg.emplace_back(r2 + 1, it->l, it->r, -d);
}
if (it == itl) return ;
int l = l1, r = prev(it)->r;
if (l <= r) {
odt.tr.erase(itl, it);
odt.tr.emplace(l, r, r2);
}
return ;
}
signed main() {
ios::sync_with_stdio(0);
cin.tie(0), cout.tie(0);
cin >> k >> n >> q;
for (int i = 1; i <= k; ++i) dsu[i].init();
for (int i = 1; i <= k; ++i) {
for (int j = 1; j <= n; ++j) {
cin >> a[j][i];
rk[++rk_idx] = {a[j][i], {i, j}};
}
}
cin >> A >> B >> C;
sort(rk + 1, rk + rk_idx + 1, greater<pair<int, pair<int, int>>>());
odt.tr.emplace(1, n, 0);
for (int p = 1; p <= rk_idx; ++p) {
auto [i, j] = rk[p].second;
tag[i][j] = true;
if (tag[i][j - 1]) dsu[i].merge(j, j - 1);
if (tag[i][j + 1]) dsu[i].merge(j, j + 1);
int root = dsu[i].find(j);
int L = dsu[i].l[root];
int R = dsu[i].r[root];
add_square(L, n, 1, R, F(rk[p].first));
}
for (int i = 0; i < seg.size(); ++i) { //给线段桶排
modify[seg[i].p].emplace_back(i);
}
for (int i = 1; i <= q; ++i) {
cin >> que[i].first >> que[i].second;
query[que[i].second].emplace_back(i);
}
st.build(1, 1, n);
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
for (int idx : modify[i]) {
st.update_add(1, 1, n, seg[idx].l, seg[idx].r, seg[idx].v);
}
st.update_tick(1, 1, n, 1, i);
for (int idx : query[i]) {
ans[idx] = st.query_hsum(1, 1, n, que[idx].first, n);
}
}
for (int i = 1; i <= q; ++i) cout << ans[i] << endl;
return 0;
}
京公网安备11010802045784号