從幾場模擬考試看一類分塊演算法

2022-05-26 23:57:09 字數 2853 閱讀 9293

退役前最後一篇部落格。。。希望我滾回去高考完還能記得一些oi知識

最近考試我們有一道這樣的題目:

如果有兩個序列a和b,對於a序列中的每乙個元素,都在b序列中選乙個大於等於它的最小的值。若a序列選出的不同的b序列元素個數為奇數則稱之為好的。現在給出n個序列s1..n,對於每兩個序列si,sj(i首先std給出了這樣的題解:

因為所有的位置範圍是[1,50],我們可以用位運算加速統計。將序列 b 轉換成乙個二進位制數b,將序列 a 轉換成乙個二進位制數 a,我們要統計的是 a 中的某些特定區間內是否有二進位制 1。令b ′ = b ≪ 1,則b ′ &(a + (a|~b ′ ))中的二進位制 1 即表示a的對應區間內是否有 1,統計其二進位制 1 的奇偶性即可。

看起來十分簡潔但是對我這種noip(普及組初賽)水平選手卻並不容易想到,因此考試的時候我得到了乙個不怎麼優的做法:分塊

分析:首先我們可以發現一共有c(n,2)種選法,這個數量大約是1.25e7。那麼對於每個的判斷我們有8次操作的時間完成。

問題顯然可以轉化為二進位制,那麼我們可以得到乙個二進位制下的50位數。

位數不多,情況只有01兩種,所以考慮採用分塊。

令塊的大小為s,那麼在塊內我們總共有4^s種方案,每種方案我們可以在o(s)的時間內處理出它填到了塊內b序列中的哪些位置,以及是否有剩餘的沒填的。順便對於每一種b序列的塊,處理左邊第乙個1在**。

換句話說,預處理的時間複雜度為o(4^s*s)。

對於每兩個序列,預先分好塊,不足的補滿,最大塊數為5塊。從左到右掃瞄每一塊,並查表得到答案,並和上乙個的答案合併,合併的時候要考慮上一塊是否多餘了一些。

可以發現每一次詢問的時間複雜度為o(m/s),共o(n^2)組詢問,總時間o(n^2*m/s)。

總的來說,時間複雜度為o(4^s*s+n^2*m/s)。

分析分塊大小,通過解方程我們知道s=10時比較優,實測可以過,最大資料0.2秒。

奉上**:

1 #include2 using namespacestd;

3 4 intn;

5 int num[5010];

6 int a[5010][53];

7 long long res[5010][7];

8 long long pp[1050][1050];

9 long long rm[1050][1050];

10 int frt[1050];

11 12 voidread()

19 for(int j=1;j<=num[i];j++)

22 for(int j=1;j<=5;j++)

27 }

28 }

29 }

30 }

31 32 void deal(int tot,inttt) }

38 }

39 }

40 41 void dfs2(int now,int tot,inttt)

43 else

47 }

48 49 void dfs1(int now,inttot){

50 if(now > 10){

51 for(int i=0;i<=10;i++){if((tot&(1<

更進一步地靈活運用它,我們再來看一道題。

維護乙個序列,支援單點修改,區間和的phi值查詢以及區間乘法的phi值查詢。其中序列長度n為50000,值的大小ai為40000,詢問個數q為100000

題解給出了一種基於二分的方法,但是對我這種noip(普及組初賽)水平選手卻並不容易想到,因此考試的時候我得到了乙個不怎麼優的做法:分塊。

對於加法我們比較容易想到乙個n^1.5的列舉質因數的做法。所以我們只考慮修改和乘法。

考慮從phi的定義入手,那麼我們只需要考慮l到r之間哪些素數是出現過的,由於ai在40000以內,所以我們發現質數個數接近40000/ln(40000)個。

使用bitset維護合併,建一棵線段樹維護區間內的bitset的並集。

這樣子,單次修改操作會改變logn個bitset的內容,時間複雜度為o( (logn*ai) / (ln(ai)*w) ),我們可以認為ai和n同階,時間複雜度為o(n/w).

考慮每次區間乘法操作,需要合併logn個bitset,這一部分時間複雜度同上。

另外的,我們需要對合併結果進行處理,也就是對bitset的每個位對應的p都處理一次,這個操作的時間複雜度o(n/ln(n)).

當三種操作平均分布的時候,我們的時間複雜度為o(q*(sqrt(n)+n/w+n/ln(n))).

這個演算法有優化的空間,我們發現n/ln(n)是我們演算法速度的瓶頸。帶入數字可以發現,當操作不隨機的時候,我們可以構造乙個資料,使得總執行次數達到3.7e+8次。其中光是n/ln(n)就佔了3e+8。

實際上,我們有大量的運算是重複的。

下面我舉乙個例子。

考慮01串

我們將它按每4位算一組,當我們計算這兩個01串的時候,我們要計算8次。但如果我們預處理出了每4位對應的答案,那麼我們只要計算6次。

這在q很少的時候優化不明顯,但是當q的級別很大的時候,那麼這樣可以節省很多運算。

對於上面的2操作得到的最終的並,我們可以將它每16位分為一組,通過dp預處理出答案。dp的轉移是o(1)的,所以dp預處理的時間複雜度為o(n*2^16/16)。

接著我們對於最終的並,每16位作為乙個整體在表中直接查詢答案,時間複雜度可以在原來的基礎上除以16,令16=v,2操作的時間複雜度被降低為o(n/w+n/ln/v),同樣的資料只用計算1e+8次。

值得注意的是,這並不是乙個玄學的優化,而是一類有體系的優化方法。

這種方法同樣也被運用在rmq問題中,有興趣的可以學一下

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