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巧妙拆分每位的位运算区间查询题。题目见内容。

时间:2020-10-28 15:30:52      阅读:32      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

题目:定义运算x×y=~(x&y),x,y为无符号整数类型。
给一无符号整数数组a[],支持2个操作:

操作1:给出整数l,r和无符号整数q,输出q×a[l]×a[l+1]×……×a[r]。
操作2:给出整数p和无符号整数x将a[p]修改为x。

输入:第一行:n,m<=10^5,n为数组大小,m为操作个数。

第二行:n个无符号整数。

第3行至m+2行:操作:如:1 l r q或2 p x

输出:每个操作1运算得到的答案并换行。

样例输入:

5 5
571 342 228 152 192
1 1 5 409
2 1 414
1 1 2 100
2 4 341
1 2 5 315

样例输出:

4294967103
4294966957
4294967103

 

分析:区间查询修改=>线段树解决。但是很显然该运算是不可使用结合律的,如a×b×c≠a×(b×c),写出来就知道了:

a×b×c=~(~(a&b)&c)=a&b|~ca×(b×c)=~(a&(~(b&c)))=~a|(b&c)显然不等。因此常规的线段树做法就做不出来了。因为该运算一定要按顺序来。

问题出在我们只能预处理出线段树的区间,而进行运算时第一个数又不在线段树里。如何解决?假如我们把查询的数q与该区间第一个数运算得到tmp,而线段树里面存储了第一个数为tmp时的运算结果,那么这道题就做完了。

但tmp在2^32-1范围,没有时间也没有空间进行预处理。注意!这是位运算。而显然位运算每一位都是独立的,我们把查询的数拆成32位二进制数,按照上面的思路(即第一个数为0/1)求出每一位运算后的结果,那么这个问题就可以完美解决了。即线段树每个节点有参数mul[i][j],0<=i<32,j=0/1,表示对于二进制第i位,该节点区间第一个数为j运算后的结果。

接下来就是如何预处理参数mul[i][j]和单点修改了。关系比较简单就不再赘述。

注意叶子节点mul[i][j]=j。

贴上代码:

#include<cstdio>
#include<algorithm>
using namespace std;
const int maxn=1e5+10;
typedef unsigned int uint;
int n,m,k;
uint now;//全局变量存now进行区间运算。 
uint a[maxn];
struct seg{
    int l,r;
    uint mul[32][2];
}t[maxn<<2];
//mul[i][0]表示该区间第i位二进制数,区间左端点为0时整个区间运算结果。
//同理mul[i][1]表示该区间第i位二进制数,区间左端点为1时整个区间运算结果。
//这2个用于合并区间。 
int cal(int x,int y){if(x==y&&x==1)return 0;return 1;}//nand运算。 
void update(int id,int j)//更新
{
    int ls=id<<1,rs=ls+1;
    t[id].mul[j][0]=t[rs].mul[j][cal(t[ls].mul[j][0],(a[t[rs].l]&(1<<j))>>j)];
    t[id].mul[j][1]=t[rs].mul[j][cal(t[ls].mul[j][1],(a[t[rs].l]&(1<<j))>>j)];//运算。 
}
void query(int id,int l,int r,int p)//对l-r区间的第p位进行运算。
{
    if(t[id].r<l||t[id].l>r)return ;
    if(t[id].l>=l&&t[id].r<=r)
    {
        now=t[id].mul[p][cal(now,(a[t[id].l]&(1<<p))>>p)];return;
    }query(id<<1,l,r,p);
    query((id<<1)+1,l,r,p);
}
void build(int id,int l,int r)
{
    t[id].l=l;t[id].r=r;
    if(l==r)
    {
        for(int j=0;j<32;j++)
        {
            t[id].mul[j][0]=0;
            t[id].mul[j][1]=1;//初始化。 
        }return ;
    }int mid=(l+r)/2;
    build(id<<1,l,mid);build((id<<1)+1,mid+1,r);
    for(int j=0;j<32;j++)update(id,j);
}
void change(int id,int p,uint x)
{
    if(t[id].l==t[id].r)return ;
    int mid=(t[id].l+t[id].r)/2;
    if(p<=mid)change(id<<1,p,x);
    else change((id<<1)+1,p,x);
    for(int j=0;j<32;j++)update(id,j);
}
int main()
{
    //freopen("nand.in","r",stdin);
    //freopen("nand.out","w",stdout);
    scanf("%d%d",&n,&m);
    int i;
    for(i=1;i<=n;i++)scanf("%u",&a[i]);
    build(1,1,n);
    int opt,l,r,j;
    uint x;
    for(i=1;i<=m;i++)
    {
        scanf("%d",&opt);
        if(opt==1){
            scanf("%d%d%u",&l,&r,&x);
            uint ans=0;
            for(j=0;j<32;j++)
            {
                now=(x&(1<<j))>>j;
                query(1,l,r,j);
                ans+=now<<j;
            }printf("%u\n",ans);
        }else
        {
            scanf("%d%u",&l,&x);
            a[l]=x;
            change(1,l,x);
        }
    }return 0;
}

 

巧妙拆分每位的位运算区间查询题。题目见内容。

原文:https://www.cnblogs.com/whiteblue/p/13891036.html

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