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【CF280D】 k-Maximum Subsequence Sum ,線段樹模擬費用流

line 最大 operator 優優 理解 modify pushd 關於 做的

昨天考試被教育了一波。為了學習一下\(T3\)的科技,我就找到了這個遠古時期的\(cf\)題(雖然最後\(T3\)還是不會寫吧\(QAQ\)

顧名思義,這個題目其實可以建成一個費用流的模型。我們用流量來限制區間個數,用費用強迫它每次每次選擇最大的區間就可以啦。但是因為詢問很多,復雜度似乎不行,於是就有了這種神奇的科技——線段樹模擬費用流。

在原先的費用流模型裏,我們有正反兩種邊,而反向邊的意義就在於,在每一次增廣的時候可以反悔以前的操作,把局部最優向更大範圍的局部更優優化。

參考反向邊的原理,我們可以想象出來:如果對這個區間,我們每次都取用最大子區間,並在取用這個最大子區間以後將其價值變為負數,不就可以模擬費用流的行為了嘛?這樣做的復雜度是\(O(NMlogN)\)
的,可以解決更大數據範圍的問題。

算法很好理解,關鍵是千萬不要把代碼寫掛\(QwQ\),真的不是很好調啊\(TwT\)


#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

struct dat {
    int s; //sum of sequence
    int lmx, lmxp; //left -> max_val && it's pos
    int lmn, lmnp; //left -> min_val && it's pos
    int rmx, rmxp; //righ -> max_val && it's pos
    int rmn, rmnp; //righ -> min_val && it's pos
    int smx, smxl, smxr; //sub -> max_val && it's pos (l, r)
    int smn, smnl, smnr; //sub -> min_val && it's pos (l, r)
    dat (int pos = 0, int val = 0){
        lmxp = lmnp = rmxp = rmnp = smxl = smxr = smnl = smnr = pos;
        s = lmx = lmn = rmx = rmn = smx = smn = val;
        //對單個的點進行數據更新
    }
}T[400010];

dat operator + (dat l, dat r){
    dat u;
    u.s = l.s+r.s; //先更新關於和的數據
    if (l.lmx > l.s + r.lmx) { //max_left's pos 是否越過 mid
        u.lmx = l.lmx;
        u.lmxp = l.lmxp;
    } else {
        u.lmx = l.s + r.lmx;
        u.lmxp = r.lmxp;
    }
    if (r.rmx > r.s + l.rmx) { //max_righ's pos 是否越過 mid
        u.rmx = r.rmx;
        u.rmxp = r.rmxp;
    } else {
        u.rmx = r.s + l.rmx;
        u.rmxp = l.rmxp;
    }
    if (l.lmn < l.s + r.lmn) { //min_left's pos 是否越過 mid
        u.lmn = l.lmn;
        u.lmnp = l.lmnp;
    } else {
        u.lmn = l.s + r.lmn;
        u.lmnp = r.lmnp;
    }
    if (r.rmn < r.s + l.rmn) { //min_righ's pos 是否越過 mid
        u.rmn = r.rmn;
        u.rmnp = r.rmnp;
    } else {
        u.rmn = r.s + l.rmn;
        u.rmnp = l.rmnp;
    }
    if (l.smx > r.smx) { //最大子段 in left / righ
        u.smx = l.smx;
        u.smxl = l.smxl;
        u.smxr = l.smxr;
    } else {
        u.smx = r.smx;
        u.smxl = r.smxl;
        u.smxr = r.smxr;
    }
    if (l.rmx + r.lmx > u.smx){ //最大子段是否越過 mid
        u.smx = l.rmx + r.lmx;
        u.smxl = l.rmxp;
        u.smxr = r.lmxp;
    }
    if (l.smn < r.smn) { //最小子段 in left / righ
        u.smn = l.smn;
        u.smnl = l.smnl;
        u.smnr = l.smnr;
    } else {
        u.smn = r.smn;
        u.smnl = r.smnl;
        u.smnr = r.smnr;
    }
    if (l.rmn + r.lmn < u.smn) { //最小子段是否跨過 mid
        u.smn = l.rmn + r.lmn;
        u.smnl = l.rmnp;
        u.smnr = r.lmnp;
    }
    return u;
}

#define ls (x << 1)
#define rs (x << 1 | 1)

void pushup (int x) {
    T[x] = T[ls] + T[rs];
}

int a[100010];

void build (int l, int r, int x) {
    if (l == r) {
        T[x] = dat (l, a[l]);
        return;
    }
    int mid = (l + r) >> 1;
    build (l, mid, ls);
    build (mid + 1, r, rs);
    pushup (x);
}

int f[400010];

void rev (int x) {
    dat &u = T[x];
    // max 變成 min
    swap (u.lmx, u.lmn); 
    swap (u.lmxp, u.lmnp);
    swap (u.rmx, u.rmn);
    swap (u.rmxp, u.rmnp);
    swap (u.smx, u.smn);
    swap (u.smxl, u.smnl);
    swap (u.smxr, u.smnr);
    f[x] ^= 1;
    u.lmx *= -1;
    u.lmn *= -1;
    u.rmx *= -1;
    u.rmn *= -1;
    u.smx *= -1;
    u.smn *= -1;
    u.s *= -1;
}
void pushdown (int x) {
    if(f[x]) {
        rev (ls);
        rev (rs);
        f[x] = 0;
    }
}

void modify (int p, int v, int l, int r, int x) {
    if (l == r) {
        T[x] = dat (l, v);
        return;
    }
    pushdown (x);
    int mid = (l + r) >> 1;
    if (p <= mid) {
        modify (p, v, l, mid, ls);
    } else {
        modify (p, v, mid + 1, r, rs);
    }
    pushup (x);
}

void reverse (int L, int R, int l, int r, int x) {
    //其實就是取用啦
    if (L <= l && r <= R) return rev (x);
    pushdown (x);
    int mid = (l + r) >> 1;
    if (L <= mid) reverse (L, R, l, mid, ls);
    if (mid < R) reverse (L, R, mid + 1, r, rs);
    pushup (x);
}

dat query (int L, int R, int l, int r, int x) {
    //求[l, r]區間內的最大值嘛
    if (L <= l && r <= R) return T[x];
    pushdown (x);
    int mid = (l + r) >> 1;
    if (R <= mid) return query (L, R, l, mid, ls); //如果區間全在左邊
    if (mid < L) return query (L, R, mid + 1, r, rs); //如果區間全在右邊
    return query (L, R, l, mid, ls) + query (L, R, mid + 1, r, rs); //跨 mid 了 QwQ
}

int L[30], R[30], top;
int n, m, x, y, k, opt;
    
int main () {
    cin >> n;
    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        cin >> a[i];
    }
    build (1, n, 1);
    cin >> m;
    for (int i = 1; i <= m; ++i) {
        cin >> opt >> x >> y;
        if (opt == 0) {
            modify (x, y, 1, n, 1); //把點 x 的值改為 y
        } else {
            cin >> k;  //在[x, y]之間取 k 段的最大值
            int ans = 0;
            for (int j = 1; j <= k; ++j) {
                dat t = query (x, y, 1, n, 1);
                if (t.smx <= 0) break;
                //選至多 k 段, 可以少選 !
                ans += t.smx;
                L[++top] = t.smxl, R[top] = t.smxr;
                reverse (L[top], R[top], 1, n, 1);
            }
            while (top) {
                reverse (L[top], R[top], 1, n, 1);
                top = top - 1;
            }
            cout << ans << endl;
        }
    }
}

【CF280D】 k-Maximum Subsequence Sum ,線段樹模擬費用流