1 条题解

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    @ 2025-10-29 21:49:02

    题目分析
    本题要求处理大量区间查询,计算所有子区间价值之和。直接枚举子区间不可行,需要高效算法。


    算法思路

    核心思想:增量维护 + 历史版本和

    关键观察

    • 固定右端点 rr,考虑所有以 rr 结尾的子区间 [l,r][l, r]
    • rr 右移时,可以利用之前的结果增量计算

    算法流程详解

    1. 问题转化

    对于查询 [L,R][L, R],答案为:

    r=LRl=Lrf(l,r)\sum_{r=L}^R \sum_{l=L}^r f(l, r)

    其中 $f(l, r) = (\text{AND}_{i=l}^r a_i) \times (\text{OR}_{i=l}^r b_i) \times (\gcd_{i=l}^r c_i)$

    2. 增量维护

    固定右端点 rr,维护所有 f(l,r)f(l, r) 的前缀和:

    while (ptr) {
        uint w1 = a[ptr] & a[ptr + 1];
        uint w2 = b[ptr] | b[ptr + 1]; 
        uint w3 = __gcd(c[ptr], c[ptr + 1]);
        if (w1 == a[ptr] && w2 == b[ptr] && w3 == c[ptr])
            break;
        a[ptr] = w1; b[ptr] = w2; c[ptr] = w3;
        --ptr;
    }
    

    这段代码从右往左合并区间,直到值不再变化,减少需要更新的位置。

    3. 历史版本和

    使用 p[], q[], t[], T 维护带时间戳的前缀和:

    • p[i]: 当前位置的导数(增量)
    • q[i]: 基础值
    • t[i]: 最后更新时间
    • T: 当前时间

    更新公式:

    q[i] = val(i - 1);  // 继承之前的值
    while (ptr <= i) {
        q[ptr] = val(ptr);
        p[ptr] = p[ptr - 1] + a[ptr] * b[ptr] * c[ptr];
        t[ptr] = T;
        ++ptr;
    }
    ++T;
    

    4. 查询处理

    rst[x.se] = val(i) - val(x.fi - 1);
    

    利用前缀和性质:sum[L,R]=prefix[R]prefix[L1]sum[L,R] = prefix[R] - prefix[L-1]


    关键技术与优化

    1. 区间合并优化

    • 利用位运算和gcd的性质,减少重复计算
    • 当值不变时提前终止,均摊 O(1)O(1)

    2. 历史版本管理

    • 通过时间戳避免重复计算
    • 支持快速区间查询

    3. 高效IO

    • 自定义快读快写
    • 批量输出减少系统调用

    4. 空间优化

    • 离线处理查询,按右端点分组
    • 原地更新数组,减少内存占用

    复杂度分析

    • 预处理:均摊 O(n)O(n)
    • 查询处理O(n+m)O(n + m)
    • 总复杂度O(n+m)O(n + m)

    对于 n106,m5×106n \leq 10^6, m \leq 5\times 10^6 完全可行。


    样例验证

    样例输入

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

    计算过程

    • 右端点1: 子区间[1,1]价值=3×2×4=24
    • 右端点2: [1,2]=24, [2,2]=3×1×5=15
    • 右端点3: 更新多个区间值
    • 最终输出: 48, 63, 24

    算法优势

    1. 理论最优:线性复杂度处理大规模数据
    2. 实现精巧:利用数学性质大幅优化
    3. 内存友好:原地操作减少空间占用
    4. 实用性强:适用于类似区间聚合问题

    该算法通过巧妙的增量维护和历史版本管理,高效解决了大规模区间查询问题。

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    信息

    ID
    4697
    时间
    10000ms
    内存
    256MiB
    难度
    10
    标签
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