洛谷 P10798 「CZOI-R1」消除威胁

题目来源于:洛谷

题目本质:贪心,st表,单调栈

解题思路:由于昨天联练习了平衡树,我就用平衡树+STL打了个暴力,超时得了30分

这是暴力代码:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
unordered_map<int,int> h;
unordered_map<int,int> last;
const int N=5e5+10; 
struct edge{
	int l,r;
	int val;
}tr[N*4];
int n;
int a[N];
struct tree{
	int p;
	int next;
}e[N];
int ll(int x){
	return x<<1;
}
int rr(int x){
	return x<<1|1;
}
void build(int p,int l,int r){
	tr[p].l=l;
	tr[p].r=r;
	if(l==r){
		tr[p].val=abs(a[l]);
		return ;
	}
	int mid=l+r>>1;
	build(ll(p),l,mid);
	build(rr(p),mid+1,r);
	tr[p].val=max(tr[ll(p)].val,tr[rr(p)].val);
}
int ask(int p,int x,int y){
	if(x<=tr[p].l&&y>=tr[p].r){
		return tr[p].val;
	}
	int ans=-1e18;
	int mid=tr[p].l+tr[p].r>>1;
	if(x<=mid) ans=max(ask(ll(p),x,y),ans);
	if(y>mid) ans=max(ask(rr(p),x,y),ans);
	return ans;
}
signed main(){
	scanf("%d",&n);
	bool jude=true;
	int r=1e9+1;
	for(int i=1;i<=n;i++){
		scanf("%d",&a[i]);
		if(r==1e9+1) r=abs(a[i]);
		else if(r!=abs(a[i])) jude=false;
		if(last[abs(a[i])]==0){
			if(a[i]>0) a[i]=-a[i];
			last[abs(a[i])]=1;
		}else{
			if(a[i]<0) a[i]=-a[i];
			last[abs(a[i])]=0;
		}
		e[i].p=i;
		e[i].next=h[a[i]];
		h[a[i]]=i;
	}
	if(jude){
		long long x=n/2;
		long long y=(n+1)/2;
		printf("%lld",x*(x-1)/2+y*(y-1)/2);
		return 0;
	}
	build(1,1,n);
	int sum=0; 
	for(int i=1;i<=n;i++){
		for(int j=h[a[i]];j!=0;j=e[j].next){
			if(e[j].p<=i) break;;
			if(ask(1,i,e[j].p)==abs(a[i])) sum++;
		}
	}
	printf("%lld",sum);
	return 0;
} 

后来看了洛谷题解才晓得原来用比这个代码短多了的方法就能实现,注意到可以进行任意次取反操作,而对同一个数做两次取反相当于没做,所以问题可以转化成每一个数取不取反。直接使用绝对值就好了。如果当前元素小于栈顶元素,就直接插进去。如果当前元素大于栈顶元素,破坏了单调栈的单调性,就一直弹栈顶元素,弹到栈顶元素小于等于当前元素。如果栈顶元素等于当前元素,那么以栈顶元素为开始的连续威胁区间个数cnt(stop​))加 1。

代码如下:

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int n;
int a[500005], cnt[500005];
stack<int> s;
int f[500005];
int main() {
	cin >> n;
	for (int i = 1; i <= n; i++) {
		cin >> a[i];
		a[i] = abs(a[i]);
	}
	for (int i = 1; i <= n; i++) {
		while (!s.empty() && a[s.top()] < a[i])
			s.pop();
		if (!s.empty() && a[s.top()] == a[i])
			cnt[s.top()]++;
		else
			s.push(i);
	}
	long long ans = 0;
	for (int i = 1; i <= n; i++) {
		int N = cnt[i] + 1, M = N / 2;
		if (!a[i])
			ans += 1ll * N * (N - 1) / 2;
		else
			ans += 1ll * M * (M - 1) / 2 + 1ll * (N - M) * (N - M - 1) / 2;
	}
	cout << ans;
	return 0;
}

### 解法概述 洛谷 P1102 A-B 数对问题的核心是:给定一个整数数组和一个目标差值 `C`,我们需要找出所有满足 `A - B == C` 的不同数对 `(A, B)` 的数量。由于数据规模较大,暴力解法(双重循环)会超时,因此需要更高效的解决方案。 #### 二分查找优化 首先将数组排序,这样可以利用二分查找来加速查找过程。对于每个元素 `B`,寻找是否存在满足条件的 `A = B + C`。使用标准库中的 `lower_bound` 和 `upper_bound` 函数可以快速确定满足条件的 `A` 的范围,从而统计出符合条件的数对个数。这种方法的时间复杂度为 `O(n log n)`,其中 `n` 是数组长度 [^2]。 ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; int main() { int n; long long c; cin >> n >> c; vector<long long> arr(n); for (int i = 0; i < n; ++i) { cin >> arr[i]; } sort(arr.begin(), arr.end()); long long count = 0; for (int i = 0; i < n; ++i) { long long target = arr[i] + c; auto left = lower_bound(arr.begin(), arr.end(), target); auto right = upper_bound(arr.begin(), arr.end(), target); count += (right - left); } cout << count << endl; return 0; } ``` #### 哈希表计数 另一种方法是使用哈希表(如 `unordered_map`),预先统计每个数字出现的次数。遍历数组时,对于每个元素 `B`,检查 `A = B + C` 是否存在于哈希表中,并累加对应的出现次数。这种方法的时间复杂度为 `O(n)`,因为每次操作都是常数时间 [^1]。 ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; int main() { int n; long long c; cin >> n >> c; unordered_map<long long, int> freq; vector<long long> arr(n); for (int i = 0; i < n; ++i) { cin >> arr[i]; freq[arr[i]]++; } long long count = 0; for (int i = 0; i < n; ++i) { long long target = arr[i] + c; if (freq.count(target)) { count += freq[target]; } } cout << count << endl; return 0; } ``` #### 双指针技巧 双指针方法适用于已排序的数组。通过维护两个指针 `r1` 和 `r2`,分别指向当前可能满足条件的 `A` 值范围的上下界,可以在一次遍历中完成统计。这种方法的时间复杂度主要由排序决定,即 `O(n log n)` [^4]。 ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; int main() { int n; long long c; cin >> n >> c; vector<long long> a(n + 1); for (int i = 1; i <= n; ++i) { cin >> a[i]; } sort(a.begin() + 1, a.end()); long long cnt = 0; int r1 = 1, r2 = 1; for (int i = 1; i <= n; ++i) { while (r1 <= n && a[r1] - a[i] <= c) r1++; while (r2 <= n && a[r2] - a[i] < c) r2++; cnt += r1 - r2; } cout << cnt << endl; return 0; } ``` ### 总结 - **二分查找** 方法适合于有序数组,能够高效地找到满足条件的数对。 - **哈希表计数** 方法在空间换时间方面表现优异,适用于未排序数组。 - **双指针技巧** 在排序后可以高效地处理问题,但实现较为复杂。 每种方法都有其适用场景,选择合适的算法可以显著提升程序性能。
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