leetcode第294场周赛巫师的总力量和——维护前缀和的前缀和

Posted 2023-02-16 hesorchen

主要记录一下On预处理，O1取任意区间前缀和的前缀和

题目

6077. 巫师的总力量和

解题思路

贪心从小到大考虑，每次计算以$a_i$为最小值时的贡献。

下面来看具体例子：

1. 考虑$a_2$作为最小值时的贡献
   区间$[1,2],[1,3],[1,4],[1,5],[2,2],[2,3],[2,4],[2,5]$
2. 考虑$a_4$作为最小值时的贡献
   区间$[3,4],[4,4],[4,5],[3,5]$
   如果我们计算区间$[1,4]$或$[2,4]$，则与1中的贡献计算发生了重复。因此每次计算$a_i$的贡献时，左端点不超过上个值与$a_i$相同的位置，右端点到$n$，但是，这样还不够，我们还要保证这些区间的最小值为$a_i$。
3. 考虑$a_3$作为最小值时的贡献
   区间$[3,3]$合法，因为之前枚举过的$a_i$都小于当前值，会分割数组。

接下来考虑如何计算区间贡献。我们不可能枚举所有区间，这样会超时，来观察上述步骤1中的贡献情况。

容易发现，以$a_i$为最小值的时候，左边元素的贡献次数为$1次,2次,3次......$，左边元素的贡献次数为 $......3次,2次,1次$，$a_i$本身贡献次数为$(nu{m}_{left}+1)\times (nu{m}_{right}+1)$次。只需要确定区间的左右端点，就可以直接计算以 $a_i$为最小值的所有区间的贡献。

$a_i$两侧的贡献次数，满足前缀和的前缀和规律。右侧部分是从左向右的前缀和的前缀和。左侧部分是从右向左的后缀和的后缀和。如何快速计算任意区间的前缀和的前缀和呢？

来看下图。

初始化 ： $s_0=s{s}_0=0$
前缀和：$s_i=s_{i-1}+a_i$
前缀和的前缀和：$s{s}_i=s{s}_{i-1}+s_i$

结论：

$$s{s}_{l,r}=s{s}_r-s{s}_{l-1}-(r-l+1)\times s_{l-1}$$

很容易验证结论的正确性，不再赘述。

这样一来，我们就可以$O(n)$预处理之后，$O(1)$得到任意区间的前缀和的前缀和。

后缀同理。

AC代码

const long long N = 1e5 + 5;
const long long mod = 1e9 + 7;

class Solution

public:
	map<long long, vector<long long>> pos;
	long long pre[N], suf[N], ppre[N], ssuf[N];
	set<long long> st;
	set<long long> vis;
	long long n;

	void init_ss(vector<int> &a)
	
		int n = a.size() - 1;
		for (int i = 1; i <= n; i++)
			pre[i] = pre[i - 1] + a[i];
		for (int i = 1; i <= n; i++)
			ppre[i] = (ppre[i - 1] + pre[i]) % mod;
		for (int i = n; i >= 1; i--)
			suf[i] = suf[i + 1] + a[i];
		for (int i = n; i >= 1; i--)
			ssuf[i] = (ssuf[i + 1] + suf[i]) % mod;
	

	long long getlr(int l, int r)
	
		long long len = r - l + 1;
		return (ppre[r] - (ppre[l - 1] + pre[l - 1] * len) % mod + mod) % mod;
	
	long long getrl(int r, int l)
	
		long long len = r - l + 1;
		return (ssuf[l] - (ssuf[r + 1] + suf[r + 1] * len) % mod + mod) % mod;
	

	long long totalStrength(vector<int> &a)
	

		n = a.size();
		a.insert(a.begin(), -1);

		init_ss(a);

		vis.insert(0);
		vis.insert(n + 1);

		for (long long i = 1; i <= n; i++)
		
			st.insert(a[i]);
			pos[a[i]].emplace_back(i);
		

		long long ans = 0;
		for (auto val : st)
		
			long long m = pos[val].size();
			for (long long i = 0; i < m; i++)
			
				long long p = pos[val][i];
				auto iter = vis.upper_bound(p);
				long long rr = (*iter) - 1;
				iter--;
				long long ll = (*iter) + 1;

				long long lenL = p - ll + 1;
				long long lenR = rr - p + 1;

				long long num, v;
				num = lenL;
				v = getlr(p, rr);
				ans = (ans + num * v % mod * val) % mod;
				num = lenR;
				v = getrl(p, ll);
				ans = (ans + num * v % mod * val) % mod;
				num = lenR * lenL % mod;
				v = val;
				ans = (ans - num * v % mod * val % mod + mod) % mod; //减去重复贡献
				vis.insert(p);
			
		
		return ans;
	
;