Codeforces Round 714 (Div. 2) F. Swapping Problem(线段树二维数点 abs(ai-bi)求和 最多一次交换bi和bj使得和最小)

题目

长度n(n<=2e5)的两个数组a和b,

第i个数分别是ai和bi(1<=ai<=1e9,1<=bi<=1e9)

你可以最多交换一次bi和bj,使得\sum_{i=1}^{n}abs(a[i]-b[i])最小

单组样例

思路来源

官方题解

题解

这个题也曾出在2023牛客多校里,变成了网友人尽皆知sb题

发现当时2年前是看题解补的,也没有写博客,

细想了一下,当时应该是接受了这四种情况,但不知道为什么是这四种情况

今天出了个最大值的,把这12种情况都玩了一遍,这才玩明白

把ab两个点其中较小的看做左端点,较大的看成右端点,考虑成线段,

线段的位置关系,分为包含、相交、不相交三种

只有这12种情况,然后注意到,4种变大,4种变小,4种不变

发现能产生变小的,一定是一个aj>bj和一个ai<bi在一起

对于4种变小的情况,不妨ai<aj,分别是:

1. [3,7][0,10],交换3、10,对应从小到大位置关系(ai, bj, aj, bi),交换贡献2*(aj-bj)

2. [3,7][0,10],交换0、7,对应从小到大位置关系(bj, ai, bi, aj),交换贡献2*(bi-ai)

3. [0,7][3,10],交换0、10,对应从小到大位置关系(bj, ai, aj, bi),交换贡献2*(aj-ai)

4. [0,7][3,10],交换3、7,对应从小到大位置关系(ai, bj, bi, aj),交换贡献2*(bi-bj)

注意到,1、4两种情况前两个数ai<bj是固定的,

正序遍历,i时插入,j时查询,

在ai时刻插入bi的值,树状数组维护前缀最大值,

bj时刻查询<=bj位置的最大值v,v满足>=bj时,将v与aj取min

贡献即为2*(min(aj,bi)-bj)

类似地,2、3两种情况前两个数bj<ai是固定的,

所以可以倒序遍历,j时插入,i时查询,

在bj时刻插入aj的值,树状数组维护前缀最大值,

ai时刻查询<=ai位置的最大值v,v满足>=ai时,将v与bi取min

贡献即为2*(min(bi,aj)-ai)

mx维护可以减少的部分的最大值,最终将mx减去输出即可

代码
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<map>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<cstring>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int N=2e5+10;
struct node{
	int a,b,la,lb;
}e[N];
bool operator<(node a,node b){
	return a.a<b.a;
}
ll ans,mx;
int n,x[N<<1],c,tr[N<<1];
void add(int x,int v){
	for(int i=x;i<=c;i+=i&-i){
		tr[i]=max(tr[i],v);
	}
}
int ask(int x){
	int ans=0;
	for(int i=x;i>0;i-=i&-i){
		ans=max(ans,tr[i]);
	}
	return ans;
}
int main(){
	scanf("%d",&n);
	for(int i=1;i<=n;++i){
		scanf("%d",&e[i].a);
		x[++c]=e[i].a;
	}
	for(int i=1;i<=n;++i){
		scanf("%d",&e[i].b);
		x[++c]=e[i].b;
		ans+=abs(e[i].b-e[i].a);
	}
	sort(x+1,x+c+1);
	c=unique(x+1,x+c+1)-(x+1);
	for(int i=1;i<=n;++i){
		e[i].la=lower_bound(x+1,x+c+1,e[i].a)-x;
		e[i].lb=lower_bound(x+1,x+c+1,e[i].b)-x;
	}
	sort(e+1,e+n+1);
	memset(tr,0,sizeof tr);
	for(int i=1;i<=n;++i){
		if(e[i].b<e[i].a){//aj calculate
			int v=ask(e[i].lb);//ai bj bi aj, ai bj aj bi, 可统一为2ll*(min(aj,bi)-bj) 所以维护bi的最大值
			if(v>=e[i].a)mx=max(mx,2ll*(e[i].a-e[i].b));// ai bj aj bi
			else if(v>=e[i].b)mx=max(mx,2ll*(v-e[i].b));//ai bj bi aj
		}
		if(e[i].b>e[i].a){//ai insert
			add(e[i].la, e[i].b);
		}
	}
	memset(tr,0,sizeof tr);
	for(int i=n;i>=1;--i){
		if(e[i].b>e[i].a){//ai calculate
			int v=ask(e[i].la);//bj ai bi aj, bj ai aj bi
			if(v>=e[i].b)mx=max(mx,2ll*(e[i].b-e[i].a));// bj ai bi aj
			else if(v>=e[i].a)mx=max(mx,2ll*(v-e[i].a));// bj ai aj bi
		}
		if(e[i].b<e[i].a){//aj insert
			add(e[i].lb, e[i].a);
		}
	}
	printf("%lld\n",ans-mx);
	return 0;
}
/*
2
1 3
4 2
*/

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