LibreOJ2043 - 「CQOI2016」K 远点对

最新推荐文章于 2020-11-13 00:18:25 发布

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原文链接：http://www.cnblogs.com/VisJiao/p/LOJ2043.html

本文详细解析了CQOI2016中一道关于寻找平面内第k远点对的问题，介绍了使用k-d树与堆的数据结构解决此问题的高效算法。通过构建k-d树并利用小根堆维护找到的第k大的距离，实现了对点对距离的有效搜索。

Portal

Description

给出平面上的\(n(n\leq10^5)\)个整点，求在欧几里得距离下第\(k\)远的点对之间的距离。

Solution

k-d树+堆。
用小根堆维护当前找到的第\(k\)大，然后以堆顶元素为基准在k-d树上搜索即可。搜索到一个新值\(d\)时，将其与堆顶元素比较，若大于堆顶元素则弹出堆顶并加入\(d\)。

Code

//「CQOI2016」K 远点对
#include <algorithm>
#include <cstdio>
#include <queue>
typedef long long lint;
using namespace std;
inline char gc()
{
    static char now[1<<16],*s,*t;
    if(s==t) {t=(s=now)+fread(now,1,1<<16,stdin); if(s==t) return EOF;}
    return *s++;
}
inline int read()
{
    int x=0; char ch=gc();
    while(ch<'0'||'9'<ch) ch=gc();
    while('0'<=ch&&ch<='9') x=x*10+ch-'0',ch=gc();
    return x;
}
const int N=1e5+10;
const int INF=0x3FFFFFFF;
int n,k;
int rt,ch[N][2];
struct point{int c[2];} pt[N];
struct zone{int c1[2],c2[2];} zn[N];
void update(int p)
{
    int ch0=ch[p][0],ch1=ch[p][1];
    for(int k=0;k<2;k++)
        zn[p].c1[k]=min(pt[p].c[k],min(zn[ch0].c1[k],zn[ch1].c1[k])),
        zn[p].c2[k]=max(pt[p].c[k],max(zn[ch0].c2[k],zn[ch1].c2[k]));
}
int D;
bool operator<(point A,point B) {return A.c[D]<B.c[D];}
void bldTr(int &p,int L,int R)
{
    if(L>R) return;
    int mid=L+R>>1; p=mid;
    nth_element(pt+L,pt+mid,pt+R+1);
    bldTr(ch[p][0],L,mid-1),bldTr(ch[p][1],mid+1,R);
    update(p);
}
priority_queue< lint,vector<lint>,greater<lint> > Q;
point A;
lint dist(point B)
{
    lint d=0;
    for(int k=0;k<2;k++) d+=1LL*(A.c[k]-B.c[k])*(A.c[k]-B.c[k]);
    return d;
}
lint dist(zone Z)
{
    if(Z.c1[0]>Z.c2[0]) return 0;
    int d[2]; d[0]=d[1]=0;
    for(int k=0;k<2;k++) d[k]=max(abs(Z.c1[k]-A.c[k]),abs(Z.c2[k]-A.c[k]));
    return 1LL*d[0]*d[0]+1LL*d[1]*d[1];
}
void query(int p)
{
    if(!p) return;
    lint d=dist(pt[p]);
    if(d>Q.top()) Q.pop(),Q.push(d);
    lint d0=dist(zn[ch[p][0]]),d1=dist(zn[ch[p][1]]);
    if(d0>Q.top()) query(ch[p][0]);
    if(d1>Q.top()) query(ch[p][1]);
}
int main()
{
    n=read(),k=read();
    for(int i=1;i<=n;i++) pt[i].c[0]=read(),pt[i].c[1]=read();
    zn[0].c1[0]=zn[0].c1[1]=INF,zn[0].c2[0]=zn[0].c2[1]=-INF;
    bldTr(rt,1,n);
    for(int i=1;i<=k+k;i++) Q.push(0);
    for(int i=1;i<=n;i++) A=pt[i],query(rt);
    printf("%d\n",Q.top());
    return 0;
}