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BZOJ2038[2009國家集訓隊]小Z的襪子(hose)——莫隊

stream += vector tac its bits print cmp 整數

題目描述

作為一個生活散漫的人,小Z每天早上都要耗費很久從一堆五顏六色的襪子中找出一雙來穿。終於有一天,小Z再也無法忍受這惱人的找襪子過程,於是他決定聽天由命……
具體來說,小Z把這N只襪子從1到N編號,然後從編號L到R(L 盡管小Z並不在意兩只襪子是不是完整的一雙,甚至不在意兩只襪子是否一左一右,他卻很在意襪子的顏色,畢竟穿兩只不同色的襪子會很尷尬。
你的任務便是告訴小Z,他有多大的概率抽到兩只顏色相同的襪子。當然,小Z希望這個概率盡量高,所以他可能會詢問多個(L,R)以方便自己選擇。

輸入

輸入文件第一行包含兩個正整數N和M。N為襪子的數量,M為小Z所提的詢問的數量。接下來一行包含N個正整數Ci,其中Ci表示第i只襪子的顏色,相同的顏色用相同的數字表示。再接下來M行,每行兩個正整數L,R表示一個詢問。

輸出

包含M行,對於每個詢問在一行中輸出分數A/B表示從該詢問的區間[L,R]中隨機抽出兩只襪子顏色相同的概率。若該概率為0則輸出0/1,否則輸出的A/B必須為最簡分數。(詳見樣例)

樣例輸入

6 4
1 2 3 3 3 2
2 6
1 3
3 5
1 6

樣例輸出

2/5
0/1
1/1
4/15
【樣例解釋】
詢問1:共C(5,2)=10種可能,其中抽出兩個2有1種可能,抽出兩個3有3種可能,概率為(1+3)/10=4/10=2/5。
詢問2:共C(3,2)=3種可能,無法抽到顏色相同的襪子,概率為0/3=0/1。
詢問3:共C(3,2)=3種可能,均為抽出兩個3,概率為3/3=1/1。
註:上述C(a, b)表示組合數,組合數C(a, b)等價於在a個不同的物品中選取b個的選取方案數。
【數據規模和約定】
30%的數據中 N,M ≤ 5000;
60%的數據中 N,M ≤ 25000;
100%的數據中 N,M ≤ 50000,1 ≤ L < R ≤ N,Ci ≤ N。
莫隊模板題,我們對於詢問只記錄分子部分的答案,然後考慮當一個顏色的襪子數$+1/-1$時對答案的影響。當$+1$時這種顏色的匹配數從$\frac{x*(x-1)}{2}$變成了$\frac{x*(x+1)}{2}$,對答案的貢獻增加了$x$;同理,當$-1$時這種顏色的匹配數從$\frac{x*(x-1)}{2}$變成了$\frac{(x-1)*(x-2)}{2}$,對答案的貢獻減少了$x-1$。所以只要在移動兩個指針時對應加減分別增加或減少對答案的貢獻即可,而對於每個詢問的分母則是詢問區間長*(詢問區間長-1)/2。求一下$gcd$並將$gcd$部分除掉即可。註意當兩個指針重合時要特判,否則求出的$gcd$為$0$,然後答案會除$0$導致$RE$。
#include<set>
#include<map>
#include<queue>
#include<cmath>
#include<stack>
#include<cstdio>
#include<vector>
#include<bitset>
#include<cstring>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#define ll long long
using namespace std;
ll ans;
struct miku
{
	int l,r,id;
	ll up,down;
}a[50010];
int n,m;
int cnt[50010];
int ql,qr;
int block[50010];
int c[50010];
ll gcd(int x,int y)
{
	return y==0?x:gcd(y,x%y);
}
void updata(int x,int num)
{
	if(num==1)
	{
		ans+=1ll*cnt[x];
		cnt[x]++;
	}
	else
	{
		ans-=1ll*(cnt[x]-1);
		cnt[x]--;
	}
}
bool cmp(miku a,miku b)
{
	return block[a.l]==block[b.l]?a.r<b.r:a.l<b.l;
}
bool cmp2(miku a,miku b)
{
	return a.id<b.id;
}
int main()
{
	scanf("%d%d",&n,&m);
	int sum=sqrt(n);
	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		scanf("%d",&c[i]);
		block[i]=i/sum+1;
	}
	for(int i=1;i<=m;i++)
	{
		scanf("%d%d",&a[i].l,&a[i].r);
		a[i].id=i;
	}
	sort(a+1,a+1+m,cmp);
	ql=1,qr=0;
	for(int i=1;i<=m;i++)
	{
		while(ql<a[i].l)
		{
			updata(c[ql],-1);
			ql++;
		}
		while(ql>a[i].l)
		{
			updata(c[ql-1],1);
			ql--;
		}
		while(qr<a[i].r)
		{
			updata(c[qr+1],1);
			qr++;
		}
		while(qr>a[i].r)
		{
			updata(c[qr],-1);
			qr--;
		}
		if(ql==qr)
		{
			a[i].up=0,a[i].down=1;
			continue;
		}
		int len=qr-ql+1;
		ll d=gcd(ans,1ll*len*(len-1)/2);
		a[i].up=ans/d;
		a[i].down=(1ll*len*(len-1)/2)/d;
	}
	sort(a+1,a+1+m,cmp2);
	for(int i=1;i<=m;i++)
	{
		printf("%lld/%lld\n",a[i].up,a[i].down);
	}
}

BZOJ2038[2009國家集訓隊]小Z的襪子(hose)——莫隊