Codeforces 811E Vladik and Entertaining Flags [线段树][并查集]

本文介绍了一种针对矩阵中联通块进行高效查询的算法实现。该算法能够在给定的n*m矩阵上,通过构建特殊的数据结构来快速回答区间内有多少个独立的联通块。文章详细展示了算法的具体实现过程,包括节点定义、查找、合并操作及树状结构的建立和查询等关键步骤。

题意:给了一个n*m的矩阵,上下左右相同数的点可以并为同一个联通块,对于每个询问L,R 输出(1,L) … (n,R)的块中有几个联通块。

1

#define MAXN 100010
#define lson i<<1
#define rson i<<1|1
int n,m,q;
struct Node{
    int ls[11],rs[11],sum;
}tree[N<<2];
int fa[N*10];
int mp[11][N];
int tot;
int Find(int x){ return x==fa[x]?x:fa[x]=Find(fa[x]); }
Node pushup(Node a,Node b,int mid){
    Node ret;
    ret.sum=a.sum+b.sum;
    for(int i=1;i<=n;++i){
        fa[a.ls[i]]=a.ls[i]; fa[a.rs[i]]=a.rs[i];
        fa[b.ls[i]]=b.ls[i]; fa[b.rs[i]]=b.rs[i];
    }
    for(int i=1;i<=n;++i)if(mp[i][mid]==mp[i][mid+1]){
        if(Find(a.rs[i])!=Find(b.ls[i])){
            ret.sum--;int fx=Find(a.rs[i]);int fy=Find(b.ls[i]);
            fa[fx]=fy;
        }
    }
    for(int i=1;i<=n;++i){
        ret.ls[i]=Find(a.ls[i]);
        ret.rs[i]=Find(b.rs[i]);
    }
    return ret;
}
void build(int l,int r,int i){
    if(l==r){
        for(int j=1;j<=n;++j){
            if(mp[j][l]==mp[j-1][l])tree[i].ls[j]=tree[i].rs[j]=tree[i].rs[j-1];
            else tree[i].ls[j]=tree[i].rs[j]=++tot,tree[i].sum++;
        }
        return ;
    }
    int mid=(l+r)>>1;
    build(l,mid,i<<1); build(mid+1,r,i<<1|1);
    tree[i]=pushup(tree[i<<1],tree[i<<1|1],mid);
}

Node query(int ll,int rr,int i,int l,int r){
    if(l<=ll&&rr<=r){
        return tree[i];
    }
    int mid=(ll+rr)>>1;
    if(r<=mid)return query(ll,mid,lson,l,r);
    else if(l>mid)return query(mid+1,rr,rson,l,r);
    else{
        return pushup(query(ll,mid,lson,l,mid),query(mid+1,rr,rson,mid+1,r),mid);
    }
}

int main(){
    //freopen("in.txt","r",stdin);
    sf("%d%d%d",&n,&m,&q);
    tot=0;
    rep(i,1,n){ rep(j,1,m){ sf("%d",&mp[i][j]); } }
    build(1,m,1);
    rep(i,1,q){
        int l,r;sf("%d%d",&l,&r);
        Node ans=query(1,m,1,l,r);
        pf("%d\n",ans.sum);
    }
}
### 关于 CodeForces 892E 的解题思路分析 #### 使用可撤销并查集解决最小生成树中的边集合验证问题 针对给定的无向图以及多个询问,每个询问涉及一组特定的边,并要求判断这组边能否同时存在于某棵最小生成树中。此问题可以通过结合Kruskal算法构建最小生成树的过程来求解,在这一过程中利用到的是按照权重升序排列后的边逐步加入至森林结构之中[^1]。 为了高效处理多次查询而不影响后续操作的结果,引入了带有回溯功能的数据结构——即所谓的“可撤销并查集”。这种特殊形式的并查集允许执行合并(union)的同时记录下每一次变动以便之后能够恢复原状;当完成一次查询判定后即可通过一系列反向动作使数据结构回到初始状态,从而不影响其他独立事件的发生逻辑[^3]。 具体实现方法如下: - 将所有的边依据其权重从小到大排序; - 对每一个询问所涉及到的边也做同样的预处理; - 开始遍历已排序好的全局边列表,每当遇到属于当前待检验询问范围内的边时,则尝试将其纳入现有连通分量内; - 如果发现形成环路则说明该询问无法满足条件; - 同样地,任何不属于当前询问但同样处于相同权值下的其它边也应该被考虑进来以确保最终形成的MST是最优解的一部分; - 完成一轮测试后记得清除所有临时更改使得系统重置为未受干扰的状态准备迎接下一个挑战。 ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; struct Edge { int u, v; }; class DSUWithRollback { public: vector<int> parent, rank, historyParent, historyRank; void init(int n){ parent.resize(n); iota(parent.begin(), parent.end(), 0); // Fill with identity mapping. rank.assign(n, 0); historyParent.clear(); historyRank.clear(); } int findSet(int i) {return (parent[i]==i)?i:(findSet(parent[i]));} bool isSameSet(int i, int j){ return findSet(i)==findSet(j);} void unionSets(int i, int j){ if (!isSameSet(i,j)){ historyParent.push_back(findSet(i)); historyParent.push_back(findSet(j)); historyRank.push_back(rank[findSet(i)]); historyRank.push_back(rank[findSet(j)]); int x=findSet(i), y=findSet(j); if (rank[x]>rank[y]) swap(x,y); parent[x]=y; if (rank[x]==rank[y]) ++rank[y]; } } void rollback(){ while(!historyParent.empty()){ parent[historyParent.back()]=historyParent.back(); historyParent.pop_back(); rank[historyParent.back()] = historyRank.back(); historyParent.pop_back(); historyRank.pop_back(); } } }; ``` 上述代码展示了如何创建一个支持撤销机制的并查集类`DSUWithRollback`,它可以在不破坏原有连接关系的前提下安全地进行节点间的联合与查找操作。此外还提供了用于追踪变化历史的方法,方便在必要时候撤消最近的一系列更动。
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