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[Bzoj2039]小Z的袜子 [莫队算法模板题]

时间:2017-10-11 18:10:20      阅读:189      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:无法   方案   com   ios   algorithm   void   复杂   other   bsp   

2038: [2009国家集训队]小Z的袜子(hose)


 

Time Limit: 20 Sec  Memory Limit: 259 MB
Submit: 11866  Solved: 5318
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Description


 

作为一个生活散漫的人,小Z每天早上都要耗费很久从一堆五颜六色的袜子中找出一双来穿。终于有一天,小Z再也无法忍受这恼人的找袜子过程,于是他决定听天由命……
具体来说,小Z把这N只袜子从1到N编号,然后从编号L到R(L 尽管小Z并不在意两只袜子是不是完整的一双,甚至不在意两只袜子是否一左一右,他却很在意袜子的颜色,毕竟穿两只不同色的袜子会很尴尬。
你的任务便是告诉小Z,他有多大的概率抽到两只颜色相同的袜子。当然,小Z希望这个概率尽量高,所以他可能会询问多个(L,R)以方便自己选择。

Input


 

输入文件第一行包含两个正整数N和M。N为袜子的数量,M为小Z所提的询问的数量。接下来一行包含N个正整数Ci,其中Ci表示第i只袜子的颜色,相同的颜色用相同的数字表示。再接下来M行,每行两个正整数L,R表示一个询问。

Output


 

包含M行,对于每个询问在一行中输出分数A/B表示从该询问的区间[L,R]中随机抽出两只袜子颜色相同的概率。若该概率为0则输出0/1,否则输出的A/B必须为最简分数。(详见样例)

Sample Input


 

6 4
1 2 3 3 3 2
2 6
1 3
3 5
1 6

Sample Output


 

2/5
0/1
1/1
4/15
【样例解释】


询问1:共C(5,2)=10种可能,其中抽出两个2有1种可能,抽出两个3有3种可能,概率为(1+3)/10=4/10=2/5。
询问2:共C(3,2)=3种可能,无法抽到颜色相同的袜子,概率为0/3=0/1。
询问3:共C(3,2)=3种可能,均为抽出两个3,概率为3/3=1/1。
注:上述C(a, b)表示组合数,组合数C(a, b)等价于在a个不同的物品中选取b个的选取方案数。
【数据规模和约定】


30%的数据中 N,M ≤ 5000;
60%的数据中 N,M ≤ 25000;
 

莫队算法:

 


 

    当我们遇到很多区间查询的题时,我们都会想到线段树 或者树状数组。但是这道题并不能这么做。这时我们可以采用莫队算法。

    所谓莫队算法,就是优化过后的暴力。为什么这么说呢?

    当我们知道一个区间(l,r)的信息时,我们可以o(1)的时间维护处(l - 1,r)或(l + 1,r)或(l,r - 1)或(l,r + 1)的信息。

    如这道题来说:在1 - n的区间里散落着不同颜色的袜子,我们知道(l,r)区间里各个袜子有多少个,当到(l - 1,r)我们只需在原来的基础上加上位于下标(l - 1)位置的袜子就行了。

    然后说下莫队算法的具体操作:

   先离线把所有要查询的区间按排个序:把1 - n 分块,分为sqrt(n)或 sqrt(n) + 1个区间。我们把查询的左端点所属区间作为排序第一关键值,把查询的右端点作为排序第二关键值。

   当我们依次查询区间时,l 在不同区间中是单调递增的,r 在同一区间是单调递增的,当移动这两个指针近视o(n)的操作。

   在同一区间中l 是无序的,不同区间中 r 也是无序的 ,所以暴力去移动就行了。

   因为分块是sqrt(n)移动指针近似o(n) 总复杂度o(n sqrt(n)

 

分析:


 

   再说说这道题,当查询一个区间时  ans = (C(a1,2) + C(a2,2) + ……C(ak,2))/ C(len,2),a1,a2……ak为各个颜色袜子在当前区间的数量,len为当前区间长度,a1 + a2 + …… ak == len;

   因为C(x,2) ==  x * (x - 1),所以 答案为 ((a1 * (a1 - 1)) + ……(ak * (ak - 1)))   / len * (len - 1);分母 加上 a1 + a2 + …… ak ,即加上len变为了 a1² +a2 ² +……ak ²。

   所以我们只用维护l,r里面每个袜子数量的平方和就行了,求答案时分子 - len,分母为len * (len - 1);求个gcd通分一下即行。具体维护方法采用莫队算法

附上AC代码:

 


 

# include <iostream>
# include <cstdio>
# include <cstring>
# include <cmath>
# include <algorithm>
using namespace std;
const int N = 5e4 + 12;
int n,m,a[N],tot,block[N];
long long ans,sum[N],f[N];
long long S(long long k){return k * k;}
long long Gcd(long long a,long long b){if(a < b)swap(a,b);while(b){a %= b;swap(a,b);}return a;}
struct data{
    int l,r,xh;
    long long c,d;
bool operator <(const data & other)const {
 if(block[l] == block[other.l])return r < other.r;
 return l < other.l;
}
}q[N];
bool cmp(data a,data b){
    return a.xh < b.xh;
}
void updata(int num,int l){ans -= S(sum[a[num]]);sum[a[num]] += l;ans += S(sum[a[num]]);}
int main(){
  scanf("%d %d",&n,&m);tot = sqrt(n);
  for(int i = 1;i <= n;i++)scanf("%d",&a[i]),block[i] = i / tot + 1;
  for(int i = 1;i <= m;i++)scanf("%d %d",&q[i].l,&q[i].r),q[i].xh = i;
  sort(q + 1,q + m + 1);
  int l = 1,r = 0;
  for(int i = 1;i <= m;i++){
    while(l < q[i].l)updata(l,-1),l++;
    while(l > q[i].l)updata(l - 1,1),l--;
    while(r < q[i].r)updata(r + 1,1),r++;
    while(r > q[i].r)updata(r,-1),r--;
    if(l == r){q[i].c = 0;q[i].d = 1;continue;}
    q[i].c = ans - (q[i].r - q[i].l + 1);
    q[i].d = (long long) (q[i].r - q[i].l + 1) * (long long) (q[i].r - q[i].l);
    long long k = Gcd(q[i].d,q[i].c);
    q[i].c /= k;q[i].d /= k;
  }
  sort(q + 1,q + m + 1,cmp);
  for(int i = 1;i <= m;i++){
    printf("%lld/%lld\n",q[i].c,q[i].d);
  }
  return 0;
}

 

[Bzoj2039]小Z的袜子 [莫队算法模板题]

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原文地址:http://www.cnblogs.com/lzdhydzzh/p/7651588.html

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