[HNOI 2012]三角形覆盖问题

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了[HNOI 2012]三角形覆盖问题相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

Description

二维平面中,给定   N个等腰直角三角形(每个三角形的两条直角边分别
 
 
平行于坐标轴,斜边从左上到右下)。我们用三个非负整数( xyd)来描
 
述这样一个三角形,三角形三个顶点的坐标
 
分别为(xy), (x + dy)和(xy +     d)。要求计算这   N个三角形所覆盖的总面
 
积。例如,下图有 3 个三角形,覆盖的总面积为 11.0。
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Input

输入文件第一行为一个正整数N,表示三角形的个数。接下来的 N

 

行每行有用空格隔开的三个非负整数,  xy   , d,描述一个三角

 

形的顶点坐标,分别为

 

(    xy), (x + dy), (  xy+d),

 

其中 xyd 满足0≤   xyd≤1000000。

 

对于50%的数据,1≤         N≤500;

 

100%的数据,1≤N≤10000。

 

Output

仅包含一行,为一个实数    S    ,表示所有三角形所覆盖的总面积,输出恰

 

好保留一位小数。输入数据保证     S≤2^31 。

 

Sample Input

3 .
1 1 4
2 0 2
3 2 2

Sample Output

11.0

题解:

将所有三角形按照底边的y坐标升序排序,然后用一根扫描线,从最下面的三角形的底边开始向上扫,并时刻维护sum[]数组和len,sum[i]=第i格上覆盖的三角形个数(注意是第i格而不是第i个点!第i个点和第i+1个点之间的那一格就是第i格),len=扫描线上被覆盖的部分的总长度(以下简称有效长度),显然移动完一次扫描线后,答案中增加的面积=$$\frac{上次扫描线的有效长度+本次扫描线的有效长度}{2}$$

那么实际上整个题要做的就是从最下面不断地向上移动扫描线,用一个栈维护覆盖在扫描线上面的三角形,每移动一次扫描线,先维护一次有效长度和sum[]数组,但是这次维护只是在原有的三角形基础上减少,并不增加三角形(也就是说这次维护是不添加新相交的三角形的,有效长度只会减少,不会增加)!在答案中添加面积后,再对扫描线上的有效长度和sum[]数组这两个信息进行第二次维护,这次会加入移动扫描线后新相交的三角形。如此反复便可得到答案。

但是这样做还是会TLE掉最后两个点,因此我们需要再想办法优化,可以发现,某些小三角形是被大三角形所包裹起来的(如下图中红叉的那个紫色三角形,虚线是扫描线,箭头是扫描线的移动方向),显然这样的小三角形都可以忽略不计,因此可以大大减少数据规模。

那么我们可以标记每个三角形是否已经被删除了,在每次扫描线移动后,在加入新的三角形的时候,看这个三角形是否包裹了原来的三角形,以及这个三角形是否被原来的三角形所包裹。若这个三角形包裹了原来的三角形,就把原来的那个三角形删掉,如此下去,如果这个三角形并没有被原来扫描线上的三角形包裹,那么就把它加入扫描线上,并更新对应于扫描线上的区间的格子的信息。 
要做到轻松地删除三角形,并通过这样的优化减少数据规模的话,就需要用一个双向链表来维护当前所有还没被删掉的三角形,当然也可以用splay来维护的啦,速度会快很多。

 1 //Never forget why you start
 2 #include<iostream>
 3 #include<cstdio>
 4 #include<cstdlib>
 5 #include<cstring>
 6 #include<cmath>
 7 #include<algorithm>
 8 using namespace std;
 9 int n,m;
10 struct triangle {
11     int x,y,d,l,r;//横坐标,纵坐标,直角边长,左端点横坐标,右端点横坐标 
12     friend bool operator > (const triangle a,const triangle b) {
13         return a.l<=b.l&&b.r<=a.r;
14     }//定义一个三角形a左右两端点如果完全包含另外一个三角形b,则a>b 
15 } a[10005];
16 int Next[10005],pre[10005],vis[10005],head,mmax,mmin,len,lastlen,sum[2000005],top,stack[10005];
17 //Next[]表示双向链表的下一个数
18 //pre[]表示双向链表的上一个数
19 //vis[]表示是否在双向链表中
20 //head表示双向链表的第一个点 
21 double ans;
22 void delet(int x) {
23     vis[x]=0;
24     if(head==x)head=Next[x];
25     pre[Next[x]]=pre[x];
26     Next[pre[x]]=Next[x];
27 }//从双向链表中删除一个数 
28 bool cmp(triangle a,triangle b) {
29     if(a.y==b.y)return a.l<=b.l&&b.r<=a.r;
30     else return a.y<b.y;
31 }//比较函数,先按y从小到大排序,再使前面的三角形完全包含后面的三角形 
32 int main() {
33     int i,j,k,l;
34     scanf("%d",&n);
35     for(i=1; i<=n; i++) {
36         scanf("%d%d%d",&a[i].x,&a[i].y,&a[i].d);
37         a[i].r=a[i].x+a[i].d;
38         a[i].l=a[i].x;
39         vis[i]=1;
40         Next[i]=i+1;
41         pre[i]=i-1;
42         mmin=min(mmin,a[i].y);
43         mmax=max(mmax,a[i].y+a[i].d);
44     }//输入,初始化双向链表 
45     sort(a+1,a+n+1,cmp);//排序 
46     head=1;
47     for(i=head; i<=n&&a[i].y==mmin; i=Next[i]) {
48         for(j=a[i].l; j<a[i].r; j++) {
49             if(!sum[j])len++;
50             sum[j]++;
51         }
52     }//统计最开始被三角形覆盖的长度 
53     for(i=mmin+1; i<=mmax; i++) {
54         lastlen=len;//lastlen表示层被覆盖的长度,len表示这一层备覆盖的长度 
55         top=0;//初始化栈 
56         for(j=head; j<=n&&a[j].y<i; j=Next[j]) {//遍历上一层已经计算过的三角形 
57             a[j].r--;//因为向上挪了一层,就相当于宽度减小了1 
58             if(a[j].r<a[j].l)delet(j);//如果这个三角形完全消失,则从双向链表中删去 
59             else {
60                 if(sum[a[j].r]==1)len--;//判断r--后是否对len的大小造成影响 
61                 sum[a[j].r]--;
62                 stack[++top]=j;//将这个三角形压入栈中(这个三角形覆盖了一部分长度) 
63             }
64         }
65         ans+=(double)(lastlen+len)/2.0;//计算答案 
66         for(j=head; j<=n&&a[j].y<=i; j=Next[j]) {
67             if(a[j].y==i) {//遍历所有覆盖在当前层的三角形
68                 for(k=1; k<=top; k++) {//遍历所有在栈中的三角形, 
69                     if(vis[stack[k]]==0)continue;
70                     if(a[stack[k]]>a[j]) {//判断当前三角形是非已被栈中某个三角形覆盖 
71                         delet(j);//如果已经覆盖,就在双向链表中将这个三角形删除 
72                         break;
73                     }
74                     if(a[j]>a[stack[k]]) {
75                         delet(stack[k]);
76                         for(l=a[stack[k]].l; l<a[stack[k]].r; l++) {
77                             if(sum[l]==1)len--;
78                             sum[l]--;
79                         }//如果栈中三角形被当前三角形覆盖,就删除栈中三角形 
80                     }
81                 } 
82                 if(k==top+1) {//如果所有栈中三角形都无法将当前三角形覆盖,就加入当前三角形 
83                     for(l=a[j].l; l<a[j].r; l++) {
84                         if(!sum[l])len++;
85                         sum[l]++;
86                     }
87                 }
88             }
89         }
90     }
91     printf("%.1lf\n",ans);
92     return 0;
93 }

 

以上是关于[HNOI 2012]三角形覆盖问题的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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