【哈希+主席树】CC_CLONEME Cloning

本文介绍了一种利用主席树和哈希技巧解决 CodeChef 平台上序列相似性查询问题的方法,通过构建线段树和进行持久化操作,实现了在 O(nlogn) 的时间复杂度下判断两个区间排序后元素位置是否至多只有一个不同。

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【题目】
Codechef
给定一个序列 a a a Q Q Q次询问若将 [ l , r ] [l,r] [l,r], [ L , R ] [L,R] [L,R]排序后,两个区间内对应的位置是否至多有一个不同(称之为相似)。
n , a i , Q ≤ 1 0 5 n,a_i,Q\leq 10^5 n,ai,Q105

【解题思路】
如果问的是排序后是否相同,那么实际上要问的就是区间数字出现个数是否相同。由于在数值上有可减性,我们不妨对权值建线段树,然后对序列进行可持久化操作(即主席树)。

但是这样仍然无法快速比较一段区间所有数字出现次数是否相同。因此不妨将出现次数进行哈希,这样我们加入一个数字时可以快速得到新的哈希值(只需要进行单点加操作)。

接下来我们需要处理的就是存在一个位置不同的情况。不妨在主席树上二分一个前缀,这样我们显然可以找出区间中第一个出现次数不同的数字,同理再二分出一个后缀。

不相同的这两个位置数量一定各差一,同时还要满足这两个地方的相对位置相同,那么就是它们之间没有其他数字出现。

复杂度 O ( n log ⁡ n ) O(n\log n) O(nlogn)

【参考代码】

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

typedef unsigned long long ull;
const int N=1e5+10,M=N*60,K=1e5,bas=233;
int pos,posl,posr;
ull v1,v2,pw[N];

int read()
{
	int ret=0;char c=getchar();
	while(!isdigit(c)) c=getchar();
	while(isdigit(c)) ret=ret*10+(c^48),c=getchar();
	return ret;
}

namespace Segment
{
	int rt[N];
	struct tr
	{
		int sz,ls[M],rs[M];ull hs[M];
		void copy(int x,int y){ls[x]=ls[y];rs[x]=rs[y];hs[x]=hs[y];}
		void update(int &x,int y,int l,int r,int p)
		{
			x=++sz;copy(x,y);hs[x]+=pw[p];
			//printf("%d %d %d %d %d %llu\n",x,y,l,r,p,hs[x]);
			if(l==r) return;
			int mid=(l+r)>>1;
			if(p<=mid) update(ls[x],ls[y],l,mid,p);
			else update(rs[x],rs[y],mid+1,r,p);
		}
		void queryl(int a,int b,int c,int d,int l,int r)
		{
			//printf("%d %d %d %d %d %d\n",a,b,c,d,l,r);
			//printf("%llu %llu %llu %llu\n",hs[a],hs[b],hs[c],hs[d]);
			if(hs[a]-hs[b]==hs[c]-hs[d]) {pos=max(pos,r+1);return;}
			if(l==r){pos=max(pos,l);return;}
			int mid=(l+r)>>1;
			if(hs[ls[a]]-hs[ls[b]]==hs[ls[c]]-hs[ls[d]]) queryl(rs[a],rs[b],rs[c],rs[d],mid+1,r);
			else queryl(ls[a],ls[b],ls[c],ls[d],l,mid);
		}
		void queryr(int a,int b,int c,int d,int l,int r)
		{
			//printf("%d %d %d %d %d %d\n",a,b,c,d,l,r);
			//printf("%llu %llu %llu %llu\n",hs[a],hs[b],hs[c],hs[d]);
			if(hs[a]-hs[b]==hs[c]-hs[d]) {pos=min(pos,l-1);return;}
			if(l==r) {pos=min(pos,l);return;}
			int mid=(l+r)>>1;
			if(hs[rs[a]]-hs[rs[b]]==hs[rs[c]]-hs[rs[d]]) queryr(ls[a],ls[b],ls[c],ls[d],l,mid);
			else queryr(rs[a],rs[b],rs[c],rs[d],mid+1,r);
		}
		void queryd(int a,int b,int c,int d,int l,int r,int L,int R)
		{
			//printf("%d %d %d %d %d %d %d %d\n",a,b,c,d,l,r,L,R);
			//printf("%llu %llu %llu %llu\n",hs[a],hs[b],hs[c],hs[d]);
			if(L>R) return;
			if(L<=l && r<=R) {v1+=hs[a]-hs[b];v2+=hs[c]-hs[d];return;}
			int mid=(l+r)>>1;
			if(L<=mid) queryd(ls[a],ls[b],ls[c],ls[d],l,mid,L,R);
			if(R>mid) queryd(rs[a],rs[b],rs[c],rs[d],mid+1,r,L,R);
		}
		void queryp(int a,int b,int c,int d,int l,int r,int p)
		{
			//printf("%d %d %d %d %d %d\n",a,b,c,d,l,r);
			//printf("%llu %llu %llu %llu\n",hs[a],hs[b],hs[c],hs[d]);
			if(l==r){v1=hs[a]-hs[b];v2=hs[c]-hs[d];return;}
			int mid=(l+r)>>1;
			if(p<=mid) queryp(ls[a],ls[b],ls[c],ls[d],l,mid,p);
			else queryp(rs[a],rs[b],rs[c],rs[d],mid+1,r,p);
		}
	}tr;
}
using namespace Segment;

namespace DreamLolita
{
	int n,Q;
	void clear(){for(int i=1;i<=n;++i) rt[i]=0;tr.sz=0;}
	void solution()
	{
		n=read();Q=read();
		for(int i=1,x;i<=n;++i) x=read(),tr.update(rt[i],rt[i-1],1,K,x);
		while(Q--)
		{
			int a=read(),b=read(),c=read(),d=read();
			if(a-b!=c-d){puts("NO");continue;}
			pos=0;tr.queryl(rt[a-1],rt[b],rt[c-1],rt[d],1,K);posl=pos;
			pos=K+1;tr.queryr(rt[a-1],rt[b],rt[c-1],rt[d],1,K);posr=pos;
			//printf("!%d %d\n",posl,posr);
			if(posl>K) {puts("YES");continue;}
			v1=v2=0;tr.queryp(rt[a-1],rt[b],rt[c-1],rt[d],1,K,posl);
			//printf("%llu %llu\n",v1,v2);
			if(v1+pw[posl]!=v2 && v1-pw[posl]!=v2) {puts("NO");continue;}
			v1=v2=0;tr.queryd(rt[a-1],rt[b],rt[c-1],rt[d],1,K,posl+1,posr-1);
			puts((!v1 && !v2)?"YES":"NO");
		}
		clear();	
	}
}

int main()
{
#ifndef ONLINE_JUDGE
	freopen("CC_CLONEME.in","r",stdin);
	freopen("CC_CLONEME.out","w",stdout);
#endif
	pw[0]=1;for(int i=1;i<N;++i)pw[i]=pw[i-1]*bas;
	int T=read();
	while(T--) DreamLolita::solution();
	return 0;
}
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