hdu 5862(离线化+线段树+扫描线)

本文介绍了一种使用扫描线算法解决线段交点计数问题的方法。通过线段树实现横线的插入与删除,遇到竖直线时进行交点查询。采用离散化处理大量坐标值,确保算法效率。

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题意:
给定n条水平或竖直的线段,统计所有线段的交点个数。 n<=100000

解题思路:

是一种叫做扫描线的算法,扫描线就是解决线段之间交点个数的问题,这道题还是相对比较简单的,因题目保证每条线段都是竖直或水平的,我用的是线段树做的,当然也可以用树状数组来做效率会更高。将横线加入线段树,碰到竖线的时候进行查询操作,查询的值就是交点的个数。

一条竖线用一个数据类型来存,横线的两个端点则用两个数据结构来存,左端点代表在线段树中插入,右端点表示在线段树中删除。当插入、删除、查询的x值一样时要满足先加点,后查询最后删点,这一点用type处理一下,可以减少判断。详细看代码。
先学习一下扫描线算法在看这道题还是挺简单的。

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <cstdlib>
#include <cctype>
#include <string>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <map>
#include <set>
#include <stack>
#include <queue>
#include <ctime>
using namespace std;
typedef long long ll;
typedef pair<int, int> pii;
#define pb push_back
#define mp make_pair
#define lson l,m,rt<<1
#define rson m+1,r,rt<<1|1
#define calm (l+r)>>1
const int INF = 2139062143;

const int maxn=200010;

int n,m;///n是线段树的大小


struct line
{
    int type;
    ///type的处理非常巧妙,0代表查插入点,1代表查询点,2代表删除点
    ///对type排序之后就满足先插入再查询最后删点
    int x,y1,y2;
}p[maxn<<1];

struct Seg{
    int tag[maxn<<2];///tag记录节点更新的值
    int sum[maxn<<2];
    inline void pushup(int rt){
        sum[rt]=sum[rt<<1]+sum[rt<<1|1];
    }
    inline void pushdown(int rt,int l,int r){
        if(tag[rt]!=0){
            int m=calm;
            ll llen=m-l+1;
            ll rlen=r-m;
            tag[rt<<1]+=tag[rt];tag[rt<<1|1]+=tag[rt];
            sum[rt<<1]+=tag[rt]*llen; sum[rt<<1|1]+=tag[rt]*rlen;
            tag[rt]=0;
        }
    }
//    void print(int l,int r,int rt){///输出l——r的最底部节点
//        if(l==r){
//            printf("%I64d ",sum[rt]);
//            return;
//        }
//        pushdown(rt,l,r);
//        int m=calm;
//        print(lson);print(rson);
//    }
    void build(int l,int r,int rt){///建树
        tag[rt]=0;
        if(l==r){
            //scanf("%I64d",&sum[rt]);///在建树是进行输入
            //sum[l]=0;
            sum[rt]=0;
            return;
        }
        int m=calm;
        build(lson);build(rson);
        pushup(rt);
    }
    void add(int L,int R,int v,int l,int r,int rt){///将区间L—-R内的值加v
        if(L<=l&&r<=R){
            sum[rt]+=(ll)v*(r-l+1);
            tag[rt]+=v;
            return;
        }
        pushdown(rt,l,r);
        int m=calm;
        if(L<=m)add(L,R,v,lson);
        if(R>m)add(L,R,v,rson);
        pushup(rt);
    }
    ll query(int L,int R,int l,int r,int rt){///返回L——R区间内的和
        if(L<=l&&r<=R){
            return sum[rt];
        }
        pushdown(rt,l,r);
        int m=calm;
        ll ans=0;
        if(L<=m)ans+=query(L,R,lson);
        if(R>m)ans+=query(L,R,rson);
        return ans;
    }
}tree;

int yy[maxn<<1];///离散化用

bool cmp(line a,line b)
{
    if(a.x==b.x)
        return a.type<b.type;
    return a.x<b.x;
}

int main()
{
//    freopen("1006.in","r",stdin);
//    freopen("out.out","w",stdout);
    int T;
    scanf("%d",&T);
    while(T--)
    {

        int cntx=0,cnty=0;
        scanf("%d",&n);
        int x1,x2,y1,y2;
        int tot=0,cnt=0;//tot总的结构体数,cnt的个数
        for(int i=1;i<=n;i++)
        {
            scanf("%d%d%d%d",&x1,&y1,&x2,&y2);
            yy[++cnt]=y1;
            yy[++cnt]=y2;
            if(x1==x2)///竖线查询
            {
                p[++tot].type=1;
                p[tot].x=x1;
                p[tot].y1=min(y1,y2);
                p[tot].y2=max(y1,y2);
            }
            else///横线
            {
                p[++tot].type=0;///0代表横线的起点
                p[tot].x=min(x1,x2);
                p[tot].y1=y1;
                p[tot].y2=1;
                p[++tot].type=2;///2代表横线的终点
                p[tot].x=max(x1,x2);
                p[tot].y1=y1;
                p[tot].y2=-1;
            }
        }
        sort(yy+1,yy+cnt+1);
        sort(p+1,p+tot+1,cmp);///接下来是进行离散化
        cnty=unique(yy+1,yy+2*n+1)-yy-1;
        for(int i=1;i<=tot;i++)
        {
            if(p[i].type==1)
            {
                p[i].y1=lower_bound(yy+1,yy+cnty+1,p[i].y1)-yy;
                p[i].y2=lower_bound(yy+1,yy+cnty+1,p[i].y2)-yy;
            }
            else
            {
                p[i].y1=lower_bound(yy+1,yy+cnty+1,p[i].y1)-yy;
            }
        }
        tree.build(1,cnty,1);
        ll ans=0;
        for(int i=1;i<=tot;i++)
        {
            if(p[i].type==1)
            {
                ans+=tree.query(p[i].y1,p[i].y2,1,cnty,1);
            }
            else
            {
                tree.add(p[i].y1,p[i].y1,p[i].y2,1,cnty,1);
            }
        }
        printf("%I64d\n",ans);
    }
    return 0;
}
<think>根据用户需求,用户希望寻找洛谷平台上适合练习的线段树相关经典练习题。结合引用内容,我们可以提取出一些经典的线段树题目。 引用[1]提到了洛谷P2824(排序),该题可以通过线段树分裂合并+set或者二分答案+线段树来解决,是一道经典题目。 引用[2]中提到了洛谷P1502(窗口的星星),是一道经典的扫描线问题(通常用线段树实现)。 引用[3]提到了一道分块练习题(但用户要求线段树),所以我们可以忽略分块,但其中提到线段树与树状数组过不了,说明该题可能设计为分块,所以不推荐。 引用[4]中提到了hdu1542(Atlantis,扫描线法)以及一道线段树练习题(未给出题号,但代码是线段树实现的海报张贴问题,类似于洛谷P5490【模板】扫描线)。 此外,根据洛谷常见的线段树经典题,我们还可以补充一些: 1. 洛谷P3372 【模板】线段树1 - 区间修改(加法)、区间查询(求和) 2. 洛谷P3373 【模板】线段树2 - 区间修改(加法、乘法)、区间查询(求和) 3. 洛谷P5490 【模板】扫描线 - 矩形面积并(Atlantis问题) 4. 洛谷P2572 [SCOI2010]序列操作 - 多种区间操作(赋值、取反、求和、求连续1的个数) 5. 洛谷P1471 方差 - 维护区间和与区间平方和 6. 洛谷P1531 I Hate It - 区间最值、单点修改(较简单) 结合引用中提到的题目,我们重点推荐: 1. 洛谷P2824 [HEOI2016/TJOI2016]排序(引用[1]) 题目大意:给出一个1到n的全排列,现在进行m次局部排序,排序分为两种:(1)将区间[l,r]升序排序;(2)将区间[l,r]降序排序。最后询问第q位置上的数。 解题方法:二分答案+线段树线段树分裂合并(较难)。该题是线段树应用的经典题目,可以锻炼对线段树的灵活运用。 2. 洛谷P1502 窗口的星星(引用[2]) 题目大意:平面上有n颗星星,每颗星星有一个亮度。用一个宽为W、高为H的矩形去框星星,求矩形能框住的星星的亮度之和的最大值(边框上的星星不算)。 解题方法:扫描线+线段树。该题是经典的扫描线问题,需要将问题转为区间操作,并用线段树维护最大值。 3. 洛谷P5490 【模板】扫描线(引用[4]中hdu1542的同类型题,在洛谷上为P5490) 题目大意:求n个矩形的面积并。 解题方法:扫描线+线段树。这是扫描线最基础的应用,适合学习扫描线算法。 4. 洛谷P2572 [SCOI2010]序列操作 题目大意:对一个01序列进行5种操作:区间置0、区间置1、区间取反、区间求和、区间求连续1的个数。 解题方法:线段树维护多个标记(覆盖标记、取反标记)和复杂信息(连续段)。这题对线段树的能力提升很大。 5. 洛谷P3373 【模板】线段树2 题目大意:区间乘、区间加、区间求和。线段树处理两种区间修改的模板题。 6. 洛谷P1471 方差 题目大意:维护一个数列,支持区间加,以及求区间平均值和区间方差。 解题方法:线段树维护区间和与区间平方和。通过数学推导,方差可以由平方和与和推导出来。 7. 洛谷P1531 I Hate It 题目大意:单点修改,区间查询最大值(RMQ问题)。 解题方法:线段树维护区间最大值。适合入门。 以上题目难度由浅入深,涵盖了线段树的基本操作、延迟标记、扫描线、复杂信息维护等。 相关问题: 1. 线段树在处理区间问题时有哪些优势? 2. 线段树在处理区间修改时,延迟标记(lazy tag)是如何工作的? 3. 扫描线算法通常用于解决哪些问题? 4. 如何用线段树维护区间历史最值? 5. 线段树和树状数组在应用上有何异同?</think>### 线段树经典练习题推荐(洛谷平台) 以下是结合经典题型和引用内容的推荐题目列表,难度由浅入深,覆盖线段树的核心应用场景: --- #### **1. 基础模板题** - **P3372 【模板】线段树1** - **内容**:区间加法、区间求和 - **推荐理由**:线段树最基础的模板题,适合入门[^2]。 - **P3373 【模板】线段树2** - **内容**:区间加法+乘法混合操作 - **关键点**:需处理多种标记的优先级(先乘后加)[^4]。 --- #### **2. 扫描线应用(面积/覆盖问题)** - **P5490 【模板】扫描线** - **内容**:求 $n$ 个矩形的面积并 - **方法**:扫描线+线段树维护区间覆盖长度[^4]。 - **P1502 窗口的星星** - **内容**:用固定窗口框住星星的最大亮度 - **技巧**:将点转为矩形,扫描线求最大重叠值[^2]。 --- #### **3. 二分答案+线段树** - **P2824 [HEOI2016/TJOI2016]排序** - **内容**:对序列的局部区间升序/降序排序,最后查询单点值 - **解法**: 1. 二分答案 $x$,将序列转为 $01$ 序列($≥x$ 为 $1$,否则为 $0$) 2. 用线段树模拟区间排序(统计 $1$ 的数量并区间赋值)[^1]。 --- #### **4. 动态开点与权值线段树** - **P3960 列队(NOIP2017)** - **内容**:矩阵中多次删除元素并添加到队尾 - **优**:动态开点线段树维护区间删除和查询位置。 --- #### **5. 复杂标记与信息维护** - **P2572 [SCOI2010]序列操作** - **内容**:区间赋值、取反、求和、求连续 $1$ 的最大长度 - **难点**:设计标记传递规则,维护多维度信息(需记录左右端点状态)[^4]。 - **P1471 方差** - **内容**:维护区间方差 $s^2 = \frac{1}{n} \sum (x_i - \bar{x})^2$ - **技巧**:转为维护区间和 $\sum x_i$ 与区间平方和 $\sum x_i^2$[^2]。 --- #### **6. 空间优与分块对比** - **分块练习题(如引用[3])** - **场景**:当空间限制严格时(如 $4\text{MB}$),分块可能优于线段树 - **思考点**:对比线段树与分块在时间/空间上的取舍[^3]。 --- ### 练习建议 1. **先掌握模板**:完成 `P3372` 和 `P3373`,理解延迟标记(lazy tag)的实现。 2. **再攻应用场景**:尝试扫描线(`P5490`)和二分答案(`P2824`)。 3. **最后挑战综合题**:如 `P2572` 需同时处理多种操作,适合检验综合能力。 > 提示:所有题目均可在洛谷在线评测系统提交,部分题目在引用[1]的OJ中已收录题解。 --- ###
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