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【LOJ107】維護全序集

題目描述

這是一道模板題,其資料比「普通平衡樹」更強。

如未特別說明,以下所有資料均為整數。

維護一個多重集 S S S ,初始為空,有以下幾種操作:

  1. 把 x x x 加入 S S S
  2. 刪除 S S S 中的一個 x x x,保證刪除的 x x x 一定存在
  3. 求 S S S 中第 k k k 小
  4. 求 S S S 中有多少個元素小於 x x x
  5. 求 S S S 中小於 x x x 的最大數
  6. 求 S S S 中大於 x x x 的最小數

操作共 n n n 次。

輸入格式

第一行一個整數 n n n,表示共有 n n n 次操作 。

接下來 n n n 行,每行為以下幾種格式之一 :

  • 0 x,把 x x x 加入 S S S
  • 1 x,刪除 S S S 中的一個 x x x,保證刪除的數在 S S S 中一定存在
  • 2 k,求 S S S 中第 k k k 小的數,保證要求的數在 S S S 中一定存在
  • 3 x,求 S S S 中有多少個數小於 x x x
  • 4 x,求 S S S 中小於 x x x 的最大數,如果不存在,輸出 −1 -1 −1
  • 5 x,求 S S S 中大於 x x x 的最小數,如果不存在,輸出 −1 -1 −1

輸出格式

對於每次詢問,輸出單獨一行表示答案。

樣例

樣例輸入

5
0 3
0 4
2 2
1 4
3 3

樣例輸出

4
0

資料範圍與提示

1≤n≤3×105,0≤x≤109 1 \leq n \leq 3 \times 10 ^ 5, 0 \leq x \leq 10 ^ 9 1≤n≤3×105,0≤x≤109

程式碼(旋轉Treap):

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

const int inf=1e9+7;
const int Max=300005;
int n,m,tot,root=1,ans;
struct shu{int l,r,data,num,size,cnt;};
shu a[Max];

inline int get_int()
{
	int x=0,f=1;
	char c;
	for(c=getchar();(!isdigit(c))&&(c!='-');c=getchar());
	if(c=='-') f=-1,c=getchar();
	for(;isdigit(c);c=getchar()) x=(x<<3)+(x<<1)+c-'0';
	return x*f;
}
inline void print(int x)
{
	if(x<0) x=-x,putchar('-');
	if(x>9) print(x/10);
	putchar('0'+x%10);
}

inline int NEW(int x)
{
	a[++tot].num=x;
	a[tot].size=a[tot].cnt=1;
	a[tot].data=rand();
	return tot;
}

inline void update(int p)
{
	a[p].size=a[a[p].l].size+a[a[p].r].size+a[p].cnt;
}

inline void build()
{
    NEW(-inf),NEW(inf);
    a[1].r=2;
    update(root);
}

inline void zig(int &p)
{
	int q=a[p].l;
	a[p].l=a[q].r,a[q].r=p,p=q;
	update(a[p].r),update(p);
}

inline void zag(int &p)
{
	int q=a[p].r;
	a[p].r=a[q].l,a[q].l=p,p=q;
	update(a[p].l),update(p);
}

inline void Insert(int &p,int x)
{
	if(!p){p=NEW(x);return;}
	if(a[p].num==x){a[p].cnt++,update(p);return;}
	if(x<a[p].num)
	{
	  Insert(a[p].l,x);
	  if(a[a[p].l].data>a[p].data) zig(p);
	}
	else
	{
	  Insert(a[p].r,x);
	  if(a[a[p].r].data>a[p].data) zag(p);
	}
	update(p);
}

inline void Remove(int &p,int x)
{
	if(a[p].num==x)
	{
	  if(a[p].cnt>1) {a[p].cnt--,update(p);return;}
	  if(a[p].l||a[p].r)
	  {
	  	if(!a[p].r||a[a[p].l].data>a[a[p].r].data) zig(p),Remove(a[p].r,x);
	  	else zag(p),Remove(a[p].l,x);
	  	update(p);
	  }
	  else p=0;
	  return;
	}
	if(x<a[p].num) Remove(a[p].l,x);
	else Remove(a[p].r,x);
	update(p);
}

inline int val(int p,int x)
{
	if(!p) return 0;
	if(a[a[p].l].size>=x) return val(a[p].l,x);
	if(a[a[p].l].size+a[p].cnt>=x) return a[p].num;
	return val(a[p].r,x-a[a[p].l].size-a[p].cnt);
}

inline int sum(int p,int x)
{
	if(!p) return 0;
	if(a[p].num==x) return a[a[p].l].size;
	if(x<a[p].num) return sum(a[p].l,x);
	return a[a[p].l].size+a[p].cnt+sum(a[p].r,x);
}

inline int pre(int p,int x)
{
	if(!p) return -inf;
	if(x>a[p].num) return max(pre(a[p].r,x),a[p].num);
	return pre(a[p].l,x);
}

inline int nxt(int p,int x)
{
	if(!p) return inf;
	if(x<a[p].num) return min(nxt(a[p].l,x),a[p].num);
	return nxt(a[p].r,x);
}

int main()
{
	n=get_int();build();
	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
	  int tag=get_int(),x=get_int();
	  switch(tag)
	  {
	  	case 0:
	  		Insert(root,x);
	  		break;
	  	case 1:
	  		Remove(root,x);
	  		break;
	  	case 2:
	  		print(val(root,x+1)),putchar('\n');
	  		break;
	  	case 3:
	  		print(sum(root,x)-1),putchar('\n');
	  		break;
	  	case 4:
	  		ans=pre(root,x),print(ans==-inf?-1:ans),putchar('\n');
	  		break;
	  	case 5:
	  		ans=nxt(root,x),print(ans==inf?-1:ans),putchar('\n');
	  		break;
	  }
	}
	return 0;
}