【科技】单 $\log$ 合并两棵有交集 FHQ-Treap 的方法
维护可分裂 & 合并的可重集
考虑这样一个问题:
维护 \(n\) 个 可重集 \(S_1, S_2, \cdots, S_n\),元素值域为 \([1, U]\),初始集合为空。支持一下操作:
- 将 \(S_p\) 中 \(\in [x, y]\) 的所有元素 割离 出来并插入集合 \(S_q\) 中,注意不用复制;
- 将 \(S_q\) 中所有元素 合并 到 \(S_p\) 中并将 \(S_q\) 清空;
- 计算 \(S_p\) 中 \(\in[x, y]\) 的元素个数;
- 求 \(S_p\) 中第 \(k\) 小的元素;
- 在 \(S_p\) 中插入 \(x\) 个 \(y\) 元素。
一共需要进行 \(Q\) 次操作。
一般的维护方法
动态开点权值线段树
这种问题最主流的做法,它可以方便支持以上所有操作。
时空复杂度都是 \(O(n\log n)\)。
平衡树
主要会用 FHQ-Treap 来写,因为 split 和 merge 操作非常方便。
一般来说合并会使用启发式合并,每次都是小的到大的合并,可以证明每个元素最多被合并 \(O(\log n)\) 次。于是时间复杂度为 \(O(n\log^2 n)\),但是平衡树只需要 \(O(n)\) 的空间。
\(O(\log n)\) 的有交集平衡树合并
这里使用 FHQ-Treap 作为维护的数据结构。这个 \(O(\log n)\) 一次是均摊的,然而我并不会这个证明。
先放一个 评测结果(I/O 优化,O2)。这个排在时间最优解第一页,去掉 I/O 优化的话空间用的也很少。因为这是一个优秀的 \(O(n\log n)\) 时间,\(O(n)\) 空间的优秀做法。
我们发现上面平衡树的解法的瓶颈在于合并,然而这好像并没有优化余地。于是尝试设计一个新的合并思路。在这里感谢 Mr_Spade 给我介绍这个(并不算非常复杂的)科技。
考虑现在有两棵 Treap,根为 \(x, y\)。我们先比较两个结点的随机值,钦定随机值小的作为当前的根。这里假定为 \(x\)。然后我们需要搞出 \(x\) 的左右子树,分别为两棵 Treap 并集(除去 \(x\))中 \(< x\) 和 \(>x\) 的权值的结点构成的 Treap(\(=x\) 的可以特殊处理)。
对于 \(x\),显然它的左右子树(\(l_1, r_1\))就满足上面那个要求;而对于 \(y\) 我们则可以直接按 \(x\) 的权值 split,得到 \(l_2, r_2\) 两棵树。
最后我们发现这是一个可以递归处理的问题,因为我们再对 \(l_1, l_2\)、\(r_1,r_2\) 分别做这样的合并即可,两次合并的结果就可以作为 \(x\) 的两个子树。
参考代码实现:
int join(int x, int y) {
if (!x || !y) return x | y; // 有一个空间的即可返回
if (t[x].pty > t[y].pty) swap(x, y); // 取随机权值小的作为根
int L1 = t[x].ch[0], R1 = t[x].ch[1], L2 = 0, R2 = 0, equ = 0; // x 直接是左右子树
split(y, t[x].val, L2, R2), split(L2, t[x].val - 1, L2, equ); // y 按权值 split
if (equ) t[x].cnt += t[equ].siz, t[x].siz += t[equ].siz; // 相等特殊处理
t[x].ch[0] = join(L1, L2), t[x].ch[1] = join(R1, R2); // 递归合并
return pushup(x), x; // 更新信息
}
实际上这样常数并不大,在空间优于线段树的同时也不会比线段树慢。注意 rand() 很慢,使用不建议每次都随机一下。
后记
- 原文地址:https://www.cnblogs.com/-Wallace-/p/13865869.html
- 本文作者:@-Wallace-
- 转载请附上出处。
【科技】单 $\log$ 合并两棵有交集 FHQ-Treap 的方法的更多相关文章
- SQL中合并两个表的JOIN语句
SQL里有四种JOIN语句用于根据某条件合并两个表: (INNER) JOIN: 交集 LEFT (OUTER) JOIN: 左表数据全包括,右表对应的如果没有就是NULL RIGHT (OUTER) ...
- 如何在Node.js中合并两个复杂对象
通常情况下,在Node.js中我们可以通过underscore的extend或者lodash的merge来合并两个对象,但是对于像下面这种复杂的对象,要如何来应对呢? 例如我有以下两个object: ...
- 剑指Offer面试题:16.合并两个排序的链表
PS:这也是一道出镜率极高的面试题,我相信很多童鞋都会很眼熟,就像于千万人之中遇见不期而遇的人,没有别的话可说,唯有轻轻地问一声:“哦,原来你也在这里? ” 一.题目:合并两个排序的链表 题目:输入两 ...
- 【java基础】 合并两个类型相同的list
将两个类型相同的list合并,可以用 addAll(Collection<? extends E> c) import java.util.ArrayList; import java.u ...
- 合并两个结构完全相同的DataTable
两个结构一模一样的DataTable如何合并? 例子:使用Winform进行演示,表2的数据为固定的,表1的数据可以动态添加,通过合并按钮合并表1和表2的数据到表3 1.规定公共的DataTable结 ...
- LeetCode——Same Tree(判断两棵树是否相同)
问题: Given two binary trees, write a function to check if they are equal or not. Two binary trees are ...
- 合并两个有序数组a和b到c
问题:两个有序数组a和b,合并成一个有序数组c. // 合并两个有序数组a和b到c void Merge_Array(int a[], int n, int b[], int m, int c[]) ...
- Python合并两个numpy矩阵
numpy是Python用来科学计算的一个非常重要的库,numpy主要用来处理一些矩阵对象,可以说numpy让Python有了Matlab的味道. 实际的应用中,矩阵的合并是一个经常发生的操作,如何利 ...
- (剑指Offer)面试题17:合并两个排序的链表
题目: 输入两个递增排序的链表,合并这两个链表并使新链表中的结点仍然时按照递增排序的. 链表结点定义如下: struct ListNode{ int val; ListNode* next; }; 思 ...
随机推荐
- Spring源码之循环依赖
https://www.cnblogs.com/longy2012/articles/12834762.html https://www.bilibili.com/video/BV1iD4y1o7pM ...
- 记最近一次ceph故障修复
前言 所谓吃一堑长一智,每次面对问题才是最好的学习机会,在面对问题的时候,尽量是能够自己去解决,或者去尝试能够最接近答案,确实无法解决再去寻求他人帮助,这样成长的会更快一些,在学校读书做题的时候,老师 ...
- centos使用U盘做启动盘
软件下载地址: http://sourceforge.net/projects/iso2usb/files/latest/download?source=dlp 写于: 2014年08月04日 更新于 ...
- 一篇文章了解_docker
(一)Docker介绍 2018年10月6日 星期六 15:04 什么就Docker? Docker是一个开源项目, 诞生于2013年初,最初是dotCloud公司内部的一个业余项目.它基于Googl ...
- Python面试题_初级版
1.如何在一个函数内部修改全局变量 a=5 def fn(): a=4 fn() print(a) # 5 #在一个函数内部修改全局变量 a=5 def fn(): global a a=4 fn() ...
- Cisco思科模拟器路由器各个端口IP地址的配置及路由协议RIP的配置 入门详解 - 精简归纳
Cisco思科模拟器路由器各个端口IP地址的配置及路由协议RIP的配置 入门详解 - 精简归纳 JERRY_Z. ~ 2020 / 11 / 21 转载请注明出处!️ 附: 交流方式: ️ ️ ️ Q ...
- a^b(取模运算)
a^b(sdtbu oj 1222) Description 对于任意两个正整数a,b(0 <= a, b < 10000)计算ab各位数字的和的各位数字的和的各位数字的和的各位数字的和. ...
- vue中使用transition和animate.css动画效果
一.单个动画中,使用div中引用animate动画 1.下载依赖 npm install animate.css –save 2.main.js中全局引用 import animate from 'a ...
- 重新认识C++的"cin >>"、"cout <<" 简简单单 - 快快乐乐
重新认识C++的"cin >>"."cout <<" 简简单单 - 快快乐乐 JERRY_Z. ~ 2020 / 11 / 24 转载请 ...
- Android系统添加key和keypad
平台:MTK 一.添加一个按键 1.在DCT tool keypad list 文件增加新按键的选项alps\mediatek\source\dct\Keypad_YuSu.cmp中添加新键,如SMS ...