分块
序列分块
- 对于区修区查,分块可以实现 \(O(\sqrt n)\) 修改,\(O(\sqrt n)\) 查询的时间复杂度;
- 对于单修区查和区修单查,可以做到 \(O(1)\) 修改,\(O(\sqrt n)\) 查询的时间复杂度;或 \(O(\sqrt n)\) 修改,\(O(1)\) 查询的时间复杂度;
有些算法的修改操作数量和查询操作数量并不同阶,比如莫队。它的修改操作数量约是查询操作数量的 \(\sqrt n\) 倍,此时我们就需要分块来解决。
模板代码
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值域分块
对于某些值域上的操作(例如,将区间中所有数字 \(x\) 修改为数字 \(y\)),可以使用值域分块求解。
P3834 【模板】可持久化线段树 2
题意
查询静态区间第 \(k\) 小。
考虑对值域分块,查询时先暴力求出答案在哪个大块中,然后暴力在大块中查询答案。这需要我们维护出区间中某一值域块中的数字数量 \(\sum_{i\in [l,r]}{[blo(a_i)=y]}\) 以及区间中某一个值出现的次数 \(\sum_{i\in [l,r]}{[a_i=y]}\)。
考虑进行序列分块。整块是容易维护的,只需记录 \(s_{1\ x,y}=\sum_{blo1(i)\le x}{[blo2(a_i)= y]}\) 和 \(s_{2\ x,y}=\sum_{blo1(i)\le x}{[a_i=y]}\),占用 \(O(V\sqrt n)\) 的空间。考虑如何处理边角料,容易发现每次查询时边角料的大小不会超过 \(O(\sqrt n)\)。给边角料单独开两个桶 \(f_{1\ y}=\sum[a_i=y]\) 和 \(f_{2\ y}=\sum[blo2(a_i)=y]\),暴力扫一遍边角料,统计出 \(f_1\) 和 \(f_2\)。查询时将边角料的贡献也加入即可。
时间复杂度 \(O\big(m\sqrt n + m\sqrt V\big)\)。
代码
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P4119 [Ynoi2018] 未来日记
题意
给定一个长为 \(n\) 的序列。有 \(m\) 次操作:
1 l r x y
:把区间 \([l,r]\) 中所有数字 \(x\) 变成 \(y\);2 l r k
:查询区间 \([l,r]\) 中的 \(k\) 小值;
考虑修改操作:对于边角料,直接暴力修改即可;对于对于整块,我们可以直接修改前缀和数组 \(s_1\) 和 \(s_2\) 中所有受到影响的位置。
然而查询操作的边角料会用到原数组 \(a\)。如何保证查询时边角料内的 \(a\) 数组最新?
如果枚举所有修改操作,将它们按顺序更新在当前块上,则无异于暴力修改,最劣时间复杂度将达到 \(O(n^2)\)。
考虑如何将同一个块的多次修改合并到一起,实现单次单块 \(O(\sqrt n)\) 的快速重构。由于无需考虑下标限制,整块的修改操作等价于染色问题(将所有数值 \(a\) 更改为数值 \(b\)),可以直接使用并查集维护。重构时暴力查询每个点在哪个集合即可。
具体的,我们始终保持并查集的根节点 \(rt\) 的 \(a[rt]\) 处于最新状态。find(x)
找到根后,根的值就是当前节点的值。
代码
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