1 条题解

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    @ 2025-10-19 21:25:06

    问题分析 题目要求维护一个动态的区间集合,支持添加和删除区间。每次操作后,需要找到一个最优的非空子集 S,满足以下条件:

    如果存在没有最大公共子区间的子集,优先选择这样的子集;否则选择最大公共子区间长度最小的子集。 在满足上述条件的子集中,选择最小公共超区间长度最小的子集。

    关键观察

    ​最大公共子区间未定义的条件​:当子集 S 中的区间两两不交时,最大公共子区间未定义。 ​最小公共超区间的计算​:对于子集 S,最小公共超区间是 [min[l,r]∈S​l,max[l,r]∈S​r],其长度为 maxr−minl。 ​最优子集的选择​:

    如果没有两两不交的子集,那么选择最大公共子区间长度最小的子集,此时最小公共超区间的长度可能较大。 如果存在两两不交的子集,优先选择这样的子集,并且在这些子集中选择最小公共超区间长度最小的。

    算法思路

    ​数据结构选择​:

    使用线段树维护区间的最小左端点 minl 和最大右端点 maxr,以及最小公共超区间的长度。 使用平衡树(如 multiset)动态维护所有区间的左端点和右端点,以便快速查询全局最小左端点和最大右端点。

    ​操作处理​:

    ​添加区间​:将区间的左端点和右端点分别插入到线段树和平衡树中,更新线段树的信息。 ​删除区间​:从线段树和平衡树中移除对应的左端点和右端点,更新线段树的信息。

    ​查询最优子集​:

    检查是否存在两两不交的子集(即线段树中最小公共超区间的长度是否足够大)。 如果存在,选择最小公共超区间长度最小的子集(即全局最小左端点和最大右端点构成的区间)。 如果不存在,选择最大公共子区间长度最小的子集(即线段树中维护的最小公共超区间长度)。

    复杂度分析

    ​线段树操作​:每次添加或删除区间的时间复杂度为 O(logm),其中 m 是值域范围(106)。 ​平衡树操作​:插入和删除的时间复杂度为 O(logk),其中 k 是区间数量。 ​总复杂度​:O(Qlogm),可以高效处理 Q≤5×105 的规模。

    总结 通过线段树和平衡树的结合,动态维护区间信息,可以在每次操作后快速查询最优子集的最小公共超区间长度。算法高效且符合题目要求,适用于大规模数据。

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