小Z的袜子【莫队算法】
来源:互联网 发布:第一届网络作家富豪榜 编辑:程序博客网 时间:2024/04/28 17:40
[2009国家集训队]小Z的袜子(hose)
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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;
100%的数据中 N,M ≤ 50000,1 ≤ L < R ≤ N,Ci ≤ N。
莫队算法:
分块的思想,时间复杂度为nsqrt(n),适用于无修改的区间查询,将长度为n的区间分为sqrt(n)块,如果知道了[L,R]的答案可以在O(1)的时间内知道[L-1,R],[L,R-1],[L+1,R],[L,R+1]的答案。首先按照查询的区间对询问进行排序。
代码:
#include<iostream>#include<cstdio>#include<algorithm>#include<cmath>using namespace std;int c[50010], pos[50010];;int n, m;long long ans, aa, bb, cc, s[50010];long long gcd(long long a, long long b){ if (b == 0) return a; else return gcd(b ,a%b);}struct Query{ int L, R; int num; long long ans1, ans2;}q[50010];bool cmp1(Query a, Query b){ if (pos[a.L] == pos[b.L]) return a.R < b.R; else return a.L < b.L;}bool cmp2(Query a, Query b){ return a.num < b.num;}void update(int p, int add){ ans -= s[c[p]] * s[c[p]]; s[c[p]] += add; ans += s[c[p]] * s[c[p]];}int main(){ while (scanf("%d%d", &n, &m) != EOF) { int SQ = sqrt(n); ans = 0; memset(s, 0, sizeof(s)); for (int i = 1;i <= n;i++) { scanf("%d", &c[i]); pos[i] = (i - 1) / SQ + 1; } for (int i = 1;i <= m;i++) { scanf("%d%d", &q[i].L, &q[i].R); q[i].num = i; } sort(q + 1, q + 1 + m,cmp1); int pl = 1, pr = 0; for (int i = 1;i <= m;i++) { if (q[i].L == q[i].R) { q[i].ans1 = 0; q[i].ans2 = 1; continue; } if (pr < q[i].R) { for (int j = pr + 1;j <= q[i].R;j++) update(j, 1); } else { for (int j = pr ;j > q[i].R;j--) update(j, -1); } pr = q[i].R; if (pl < q[i].L) { for (int j = pl;j < q[i].L;j++) update(j,-1); } else { for (int j = pl - 1;j >= q[i].L;j--) update(j, 1); } pl = q[i].L; aa = ans - (q[i].R - q[i].L + 1); bb = (long long)(q[i].R - q[i].L + 1)*(q[i].R - q[i].L); long long tmp = gcd(aa, bb); aa /= tmp; bb /= tmp; q[i].ans1 = aa; q[i].ans2 = bb; } sort(q + 1, q + 1 + m, cmp2); for (int i = 1;i <= m;i++) printf("%lld/%lld\n", q[i].ans1, q[i].ans2); } return 0;}
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