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poj3109树状数组+扫描线

题意:无限大的棋盘上,在横向和纵向上被包围的白子会变成黑子,求最终黑子个数?

分析:

首先这个棋盘十分的大,但已给黑点的个数为1e5,我们需要离散化,所谓的离散化就是数组下标的重新定义。

这里给出离散化函数,返回的是离散化后数组的个数

 1 int compress(int *p,int N) 2 { 3     vector<int> ps(N); 4     for (int i = 0; i < N; ++i)ps[i] = p[i]; 5     sort(ps.begin(), ps.end()); 6     ps.erase(unique(ps.begin(), ps.end()), ps.end()); 7     for (int i = 0; i < N; ++i) 8     { 9         p[i] = 1 + distance(ps.begin(), lower_bound(ps.begin(), ps.end(), p[i]));10     }11     return ps.size();12 }
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扫描线算法:

扫描线算法其实是计算机几何里面的算法,这里引用

基本思想

        按扫描线顺序,计算扫描线与多边形的相交区间,再用要求的颜色显示这些区间的象素,即完成填充工作。

对于一条扫描线填充过程可以分为四个步骤:

    (1)  求交:计算扫描线与多边形各边的交点

    (2)  排序:把所有交点按 坐标递增顺序来排序

    (3)  配对:确定扫描线与多边形的相交区间,第一个与第二个,第三个与第四个等等,每对交点代表扫描线与多边形的一个相交区间

    (4)  填充:显示相交区间的象素

那么对于这道题目来说我们如何使用?

首先构造扫描线,这里使用Y轴,X轴其实一样的

对于每一条扫描线上的点按x坐标排序,然后得到n个区间,我们需要统计在这个区间里面有多少白色的点可以变为黑点

条件是上下都被黑点包围(左右已经符合)

如何判断上下有没有黑点呢?这里巧妙的使用了一个bool数组used,used[i]表示x=i这条竖线上是否已经出现过黑点

由于扫描线算法中扫描线是按y从小到大枚举的,所以如果之前有出现过黑点,加上当前扫描的点也是黑点,那么这个区间一定是被黑点包围的。

现在来处理区间统计问题,这是树状数组的强项。(区间加减+区间求和)

实际上这里只用到了区间加减+单点查询,都差不多

现在给出算法:

首先离散化,然后构造扫描线。

接着按y从小到大枚举扫描线,对于每条扫描线的点按x从小到大排序,遍历所有的点可以得到n个区间[a[i-1],a[i]]

对于区间[a[i-1],a[i]],当前遍历到a[i],如果竖轴x=a[i]上used[x]=true 那么需要将答案加上当前竖轴上区间的白点个数query(x,x),否认设置used[x]=true(因为当前遍历的就是黑点),计算完该区间以后一定要记得将该区间的树状数组清掉,因为树状数组维护的区间和,如果不清会导致重复计算(两条扫描线之间的点),

至于更新的话很简单,就是把区间(a[i-1],a[i])都加上1,因为区间中都是满足左右被黑点包围的白点。(注意不要越界)

最后上代码:

 1 #include <iostream> 2 #include <cstdio> 3 #include <cstring> 4 #include <set> 5 #include <algorithm> 6 #include <map> 7 #include <queue> 8 #include<cmath> 9 #include<vector>10 #define maxn 10000011 #define maxm 10001012 #define mod 100000000000000000013 #define INF 0x3f3f3f3f14 using namespace std;15 typedef long long  ll;16 inline int lowbit(int x){17     return x&-x;18 }19 struct BIT{20     int n;21     ll bit[maxn+10],bit2[maxn+10];22     void init(int N){//建立bit23         n=N;24         memset(bit,0,sizeof(bit));25         memset(bit2,0,sizeof(bit2));26     }27     void add(ll *t,int x,ll v){//单点加减28         for(int i=x;i<=n;i+=lowbit(i))t[i]+=v;29     }30     ll sum(ll *t,int x){//[1,x]前缀和31         ll ans=0;32         for(int i=x;i>0;i-=lowbit(i))ans+=t[i];33         return ans;34     }35     void update(int l,int r,ll k){//区间加减36         add(bit,l,k);37         add(bit,r+1,-k);38         add(bit2,l,k*l);39         add(bit2,r+1,-k*(r+1));40     }41     ll getsum(int x){42         return sum(bit,x)*(x+1)-sum(bit2,x);43     }44     ll query(int l,int r){//区间求和45         return getsum(r)-getsum(l-1);46     }47 }T;48 int X[maxn],Y[maxn];49 int compress(int *p,int N)50 {51     vector<int> ps(N);52     for (int i = 0; i < N; ++i)ps[i] = p[i];53     sort(ps.begin(), ps.end());54     ps.erase(unique(ps.begin(), ps.end()), ps.end());55     for (int i = 0; i < N; ++i)56     {57         p[i] = 1 + distance(ps.begin(), lower_bound(ps.begin(), ps.end(), p[i]));58     }59     return ps.size();60 }61 bool used[maxn];62 vector<int>line[maxn];//扫描线63 int main (){64     int n;65     while(scanf("%d",&n)!=EOF){66         T.init(maxn);67         memset(used,false,sizeof(used));68         for(int i=0;i<n;++i)scanf("%d%d",&X[i],&Y[i]);69         int w = compress(X,n);70         int h = compress(Y,n);71         for(int i=0;i<n;++i){72             line[Y[i]].push_back(X[i]);73         }74         ll ans =n;75         for(int i = 1;i<=h;++i){76             vector<int>&v = line[i];77             sort(v.begin(),v.end());78             for(vector<int>::iterator j = v.begin();j!=v.end();++j){79                 int x = *j;80                 ll s = T.query(x,x);81                 if(used[x])ans+=s;82                 else used[x]=true;83                 T.update(x,x,-s);84                 if(j!=v.end()-1)T.update(x+1,*(j+1)-1,1);85             }86         }87         printf("%lld\n",ans);88     }89 }
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