CF785E Anton and Permutation(分块)

本文介绍了一种高效的算法,用于解决在数组中交换两个元素后逆序对数量变化的问题。该算法通过分块排序和二分查找技术实现,复杂度为O(n√nlogn),适用于需要快速更新逆序对的应用场景。

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交换x,y位置的数以后,逆序对数改变的数量只由x与y之间有几个在v[x]和v[y]之间的数决定。
所以我们就是要求区间内权值在l,r的数的个数,可以分块排序+二分搞。每次交换后重构所在块。
复杂度O(nnlogn)

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <cmath>
using namespace std;
#define ll long long
#define inf 0x3f3f3f3f
#define N 200010
inline char gc(){
    static char buf[1<<16],*S,*T;
    if(S==T){T=(S=buf)+fread(buf,1,1<<16,stdin);if(T==S) return EOF;}
    return *S++;
}
inline int read(){
    int x=0,f=1;char ch=gc();
    while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')f=-1;ch=gc();}
    while(ch>='0'&&ch<='9') x=x*10+ch-'0',ch=gc();
    return x*f;
}
int n,m,nn,a[N],v[N],bel[N];ll ans=0;
inline int query(int x,int y,int vl,int vr){
    int res=0,f=1;if(vl>vr) swap(vl,vr),f=-1;
    if(bel[x]==bel[y]){
        for(int i=x;i<=y;++i) res+=(v[i]>vl&&v[i]<vr);res=res<<1|1;
        return res*f;
    }
    for(int i=bel[x]+1;i<=bel[y]-1;++i){
        int l=(i-1)*nn+1,r=min(i*nn,n);
        int cnt1=lower_bound(a+l,a+r+1,vl)-a-l+1;
        int cnt2=upper_bound(a+l,a+r+1,vr)-a-l+1-1;
        if(cnt1<=cnt2) res+=cnt2-cnt1+1;
    }for(int i=x;i<=bel[x]*nn;++i) res+=(v[i]>vl&&v[i]<vr);
    for(int i=(bel[y]-1)*nn+1;i<=y;++i) res+=(v[i]>vl&&v[i]<vr);
    res=res<<1|1;return res*f;
}
inline void build(int x){
    int l=(x-1)*nn+1,r=min(x*nn,n);
    for(int i=l;i<=r;++i) a[i]=v[i];sort(a+l,a+r+1);
}
int main(){
//  freopen("a.in","r",stdin);
    n=read();m=read();nn=sqrt(n);
    for(int i=1;i<=n;++i) v[i]=a[i]=i,bel[i]=(i-1)/nn+1;
    while(m--){
        int x=read(),y=read();if(x>y) swap(x,y);
        if(x==y){printf("%I64d\n",ans);continue;}
        ans+=query(x,y,v[x],v[y]);printf("%I64d\n",ans);swap(v[x],v[y]);
        build(bel[x]);if(bel[x]!=bel[y]) build(bel[y]);
    }return 0;
}
<think>好的,用户现在在问Codeforces problem734E的解决方案或解释。我需要先回忆一下这道题的具体内容。题目编号734E对应的是Codeforces上的一个题目,通常这类题目会有具体的名称和问题描述。不过根据用户提供的引用内容,之前的引用似乎提到了其他问题,比如742B,涉及位运算和异或操作。但用户现在明确询问的是734E,所以需要转向这个题号的内容。首先,我需要确认734E的题目内容。Codeforces的题目734E的标题通常是“Antonand Tree”,这题涉及树的结构和图论中的连通性处理。题目大意是给定一棵树,每个节点有黑色或白色,每次操作可以翻转一个颜色相同的连通区域的颜色,问最少需要多少次操作让整棵树变成同一种颜色。 接下来,我需要分析这个问题。解决这类问题通常需要找到树中的最长路径,也就是直径。因为每次操作可以翻转整个同色连通区域,所以关键在于如何将相邻的相同颜色节点合并,形成更大的连通块。然后,将问题转化为处理合并后的树的直径,所需的最小操作次数通常是直径长度的一半,向上取整。用户可能需要具体的解决步骤,比如如何通过两次BFS或DFS找到树的直径,或者如何预处理颜色相同的连通块。此外,可能还需要解释为什么直径决定了最小操作次数,以及具体的实现方法,比如构建缩点后的树,然后计算其直径。在回答时,需要结构清晰,分步骤解释。可能还需要提供代码示例,比如用Python或C++实现的解法。同时,根据用户之前的引用,他们可能对位运算或其他算法感兴趣,但734E主要涉及树和图论,需要调整回答内容。 用户可能还会关心时间复杂度的分析,或者如何优化算法。例如,两次BFS的时间复杂度是线性的,适合处理大范围的树结构。此外,需要验证思路的正确性,确保每一步的逻辑正确,比如合并同色节点后的树结构是否确实将问题转化为求直径的问题。 最后,生成相关问题,比如如何找到树的直径,如何处理连通块,或者类似的问题推荐,帮助用户进一步巩固相关知识。</think>### Codeforces 734E Anton and Tree 问题解析 **题目概述** 给定一棵$n$个节点的树,每个节点为黑色或白色。每次操作可以选择一个颜色相同的连通区域,翻转其颜色(黑→白,白→黑)。求使整棵树变为单一颜色的最小操作次数[^4]。 --- ### 关键思路 1. **连通块合并** 将相邻同色节点视为一个超级节点(缩点),形成新的树结构。此时新树中相邻节点颜色必然不同。 **示例**:原树为`黑-黑-白-白-黑`,合并后变为`黑-白-黑`。 2. **树直径与操作次数** 新树的直径决定了最小操作次数。设直径为$d$,则答案为$\lfloor \frac{d+1}{2} \rfloor$。 **原理**:每次操作可消除直径端点的一层颜色差异,最终在$\lfloor d/2 \rfloor$步内完成[^1]。 --- ### 算法步骤 1. **构建缩点后的树** - 使用DFS/BFS遍历原树,合并同色连通块。 - 记录合并后的边(仅连接不同颜色块)。 2. **求树的直径** - **两次BFS法**: - 第一次BFS找到最远节点$u$ - 第二次BFS从$u$出发找到最远节点$v$,路径$u→v$即为直径。 --- ### 代码实现(Python) ```python import sys from collections import deque def main(): sys.setrecursionlimit(1 << 25) n = int(sys.stdin.readline()) color = list(map(int, sys.stdin.readline().split())) adj = [[] for _ in range(n)] for _ in range(n-1): u, v = map(int, sys.stdin.readline().split()) adj[u-1].append(v-1) adj[v-1].append(u-1) # 构建缩点后的边 new_edges = [[] for _ in range(n)] visited = [False] * n def dfs(u, parent): visited[u] = True for v in adj[u]: if v == parent: continue if color[u] == color[v]: dfs(v, u) else: new_edges[u].append(v) dfs(0, -1) # BFS找最远节点 def bfs(start): q = deque() dist = [-1] * n dist[start] = 0 q.append(start) max_dist = 0 far_node = start while q: u = q.popleft() for v in new_edges[u]: if dist[v] == -1: dist[v] = dist[u] + 1 if dist[v] > max_dist: max_dist = dist[v] far_node = v q.append(v) return far_node, max_dist u, _ = bfs(0) v, d = bfs(u) print((d + 1) // 2) if __name__ == "__main__": main() ``` --- ### 复杂度分析 - **时间**:$O(n)$,两次BFS和DFS均为线性时间。 - **空间**:$O(n)$,存储邻接表和距离数组。 ---
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