領域木
lib/data_structure/range_tree.hpp
インクルード
#include "data_structure/range_tree.hpp"
クラス
| 名前 | 説明 |
|---|---|
RangeTree |
領域木 |
検証
依存するヘッダ(2)
-
モノイドの要件
lib/segtree/monoid.hpp -
セグメント木 (SegmentTree)
lib/segtree/segment_tree.hpp
検証プログラム(2)
-
test/aoj/challenge/2426.test.cpp
test/aoj/challenge/2426.test.cpp -
test/yosupo/data_structure/point_add_rectangle_sum.test.cpp
test/yosupo/data_structure/point_add_rectangle_sum.test.cpp
実装
#pragma once
#include <algorithm>
#include <cassert>
#include <iterator>
#include <utility>
#include "segtree/segment_tree.hpp"
/// @brief 領域木
/// @see https://hitonanode.github.io/cplib-cpp/segmenttree/rangetree.hpp.html
template <class M, class T = int>
struct RangeTree {
private:
using point_type = std::pair<T, T>;
using value_type = typename M::value_type;
public:
/// @brief 空の領域木を構築する
/// @complexity $O(1)$
RangeTree() = default;
/// @brief build前に使用する座標を登録する
/// @complexity 償却 $O(1)$
void add(T x, T y) noexcept { pts.emplace_back(x, y); }
/// @brief 登録した座標から領域木を構築する
/// @complexity 登録点数を $n$ として時間・空間ともに $O(n\log n)$
void build() {
std::sort(pts.begin(), pts.end());
pts.erase(std::unique(pts.begin(), pts.end()), pts.end());
size = pts.size();
range2yxs.resize(size * 2);
for (int i = 0; i < size; i++) range2yxs[size + i] = {{pts[i].second, pts[i].first}};
for (int i = size - 1; i > 0; i--) {
auto &lch = range2yxs[i * 2];
auto &rch = range2yxs[i * 2 + 1];
std::merge(lch.begin(), lch.end(), rch.begin(), rch.end(), std::back_inserter(range2yxs[i]));
range2yxs[i].erase(std::unique(range2yxs[i].begin(), range2yxs[i].end()), range2yxs[i].end());
}
for (const auto &v : range2yxs) segtrees.emplace_back(v.size());
}
/// @brief 登録点の値を設定する
/// @complexity $O(\log^2 n)$
void set(T x, T y, value_type val) {
int i = std::distance(pts.begin(), std::lower_bound(pts.begin(), pts.end(), point_type{x, y}));
assert(i < size && pts[i] == std::make_pair(x, y));
for (i += size; i; i >>= 1) set(i, {x, y}, val);
}
/// @brief 半開矩形 $[x_l,x_r)\times[y_l,y_r)$ のモノイド積を返す
/// @complexity $O(\log^2 n)$
value_type prod(T xl, T yl, T xr, T yr) const {
auto comp = [](const point_type &l, const point_type &r) { return l.first < r.first; };
int l = size + std::distance(pts.begin(), std::lower_bound(pts.begin(), pts.end(), point_type{xl, yr}, comp));
int r = size + std::distance(pts.begin(), std::lower_bound(pts.begin(), pts.end(), point_type{xr, yr}, comp));
value_type res = M::id();
while (l < r) {
if (l & 1) res = M::op(res, prod(l++, yl, yr));
if (r & 1) res = M::op(res, prod(--r, yl, yr));
l >>= 1, r >>= 1;
}
return res;
}
/// @brief 登録点の値を返し、未登録なら単位元を返す
/// @complexity $O(\log n)$
value_type get(T x, T y) const {
int i = std::distance(pts.begin(), std::lower_bound(pts.begin(), pts.end(), point_type{x, y}));
return i < size && pts[i] == std::make_pair(x, y) ? segtrees[size + i].get(0) : M::id();
}
private:
int size;
std::vector<point_type> pts;
std::vector<std::vector<point_type>> range2yxs;
std::vector<SegmentTree<M>> segtrees;
void set(int v, point_type p, value_type val) {
auto i = std::distance(range2yxs[v].begin(), std::lower_bound(range2yxs[v].begin(), range2yxs[v].end(),
point_type{p.second, p.first}));
segtrees[v].set(i, val);
}
value_type prod(int v, T yl, T yr) const {
auto comp = [&](const point_type &l, const point_type &r) { return l.first < r.first; };
auto il = std::distance(range2yxs[v].begin(),
std::lower_bound(range2yxs[v].begin(), range2yxs[v].end(), point_type{yl, yl}, comp));
auto ir = std::distance(range2yxs[v].begin(),
std::lower_bound(range2yxs[v].begin(), range2yxs[v].end(), point_type{yr, yr}, comp));
return segtrees[v].prod(il, ir);
}
};