天上的星星 (容斥原理)

本文介绍了一种算法,用于解决在二维直角坐标系中计算特定矩形区域内星星亮度总和的问题。通过预处理星星的分布数据并利用前缀和技巧,可以高效地响应多次查询请求。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

在一个星光摧残的夜晚,蒜头君一颗一颗的数这天上的星星。

蒜头君给在天上巧妙的画了一个直角坐标系,让所有的星星都分布在第一象。天上有 nn 颗星星,他能知道每一颗星星的坐标和亮度。

现在,蒜头君问自己 qq 次,每次他问自己每个矩形区域的星星的亮度和是多少(包含边界上的星星)。

输入格式
第一行输入一个整数 n(1 \le n \le 50000)n(1≤n≤50000) 表示星星的数量。

接下里 nn 行,每行输入三个整数 x,y,w(0 \le x, y, w\le 2000)x,y,w(0≤x,y,w≤2000),表示在坐标 (x,y)(x,y) 有一颗亮度为 ww 的星星。注意一个点可能有多个星星。

接下来一行输入一个整数 q(1≤q≤50000),表示查询的次数。

接下来 q 行,每行输入四个整数 x1, y1, x2, y2,其中 (x1, y1) 表示查询的矩形的左下角的坐标,(x2, y2)表示查询的矩形的右上角的坐标,(0 ≤x1 ≤2000,0 ≤x2 ≤2000,0 ≤y1 ≤20000, 0 ≤y2 ≤2000)

输出格式
对于每一次查询,输出一行一个整数,表示查询的矩形区域内的星星的亮度总和。

样例输入 复制
5
5 0 6
7 9 7
8 6 13
9 7 1
3 0 19
4
0 8 7 9
0 0 7 10
2 7 10 9
5 4 7 5
样例输出 复制
7
32
8
0

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>

using namespace std;

const int N=3000;
int a[N][N], b[N][N], c[N][N];

int main()
{
    int n, x, y, z, q, w, x1, y1, x2, y2, i, j;
    scanf("%d", &n);

    memset(a, 0, sizeof(a));  //用来记录每个点处星星的总亮度
    memset(a, 0, sizeof(b));  //用来记录每行的前j个点处所有星星的总亮度
    memset(a, 0, sizeof(c));  //用来记录前i行j列所有星星的总亮度
    for(i = 0; i < n; i++)
    {
        scanf("%d %d %d", &x, &y, &w);
        //为了后面b,c数组计算方便,从[1][1]处开始记录星星,使b[0][0],c[0][0]全为0
        a[x+1][y+1] += w; //可能同一个地方有多颗星星,所以用+=
    }
    for(i = 1; i < 2002; i++)
    {
        for(j = 1; j < 2002; j++)
        {
            b[i][j] = b[i][j-1] + a[i][j];  //第i行直到j点处的星星亮度和
            c[i][j] = c[i-1][j] + b[i][j];   //前i行j列星星一共的亮度
        }
    }

    scanf("%d", &q);
    for(i = 0; i < q; i++)
    {
        scanf("%d %d %d %d",  &x1, &y1, &x2, &y2);
        x1++; y1++; x2++; y2++;//由于前面记录星星时将横纵坐标全部加一了,所以这里也加一
        //通过容斥原理可知(x1,y1),(x2,y2)之间的矩形表示星星亮度为下面输出的值
        printf("%d\n", c[x2][y2]-c[x2][y1-1]-c[x1-1][y2]+c[x1-1][y1-1]);
    }
    return 0;
}
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