Splay普及版

Posted $mathcal{color{skyblue}{\_Orch

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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Splay普及版相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

辣么,我要介绍我自学的\\(Splay\\)了,虽然跟大佬们讲得会有些重复,但是自认为把一些玄妙的东西点出来了\\(qwq\\)

\\(0x01\\) 引言

首先,我并没觉得\\(Splay\\)有多难……代码长的原因也就最多是因为不用指针太麻烦……就好像你链表不用指针而用数组模拟,在插入删除的时候就有你好受的了\\(qnq\\),更何况树形结构更为麻烦,在树上的操作也更加花样繁多。总之,麻烦。

但是\\(Splay\\)在我眼中却更像是一种可以放诸四海而皆可用的算法,不但可以有效替代二叉搜索树、\\(AVL\\)树等数据结构,也不会由于\\(Treap\\)的随机键值而靠脸拿分(其实大多数情况下,只要没有因为被大佬%而rp--,\\(Treap\\)也是不错的选择),并且时间复杂度也是很可观的。

那么无论怎样,在学习一种新的、我喜欢的东西之前,总是要送一句话勉励自己,并抨击那些认为这种高级数据结构没有什么学的必要的人:

\\(\\color{cyan}{A}\\) \\(\\color{cyan}{person}\\) \\(\\color{cyan}{who}\\) \\(\\color{cyan}{is}\\) \\(\\color{cyan}{regarded}\\) \\(\\color{cyan}{as}\\) \\(\\color{cyan}{a}\\) \\(\\color{cyan}{loser}\\) \\(\\color{cyan}{isn\'t}\\) \\(\\color{cyan}{those}\\) \\(\\color{cyan}{ordinarys}\\) \\(\\color{cyan}{,but}\\) \\(\\color{cyan}{the}\\) \\(\\color{cyan}{satisfieds}\\)

最怕你一生庸碌无为,却总是安慰自己平凡可贵

那么开始吧!

一.旋转是个什么东西???

旋转这个操作呢,在之前的数据结构中,可谓见所未见,闻所未闻(瞎扯淡\\(ing\\))。那么我们就先从旋转开始研究吧\\(qwq\\)

由于是建立在一株二叉搜索树上的,所以当时是一条链时,旋转并不会影响树的结构\\(qwqqq\\)

于是,二叉搜索树的旋转,完!


诶,骗你的啦,怎么可能完,你要知道每个节点可都是还有子节点的,如果直接旋转的话,就会出现一个节点有三个子节点的情况\\(emmmmmm\\)这可不是我们想看到的,因为瞬间你的一棵\\(BT\\)就毁灭了\\(qwqqqq\\)

那么其实为了满足\\(BST\\)的特性,我们在上面这个图里可以看到如下内容:

根据点权来列不等式:

\\(Y>X,B>X,\\)如果\\(Y<B,\\)那么显然B不会跑到左子树去,所以得出结论:$$Y>B$$

所以我们可以发现,对于旋转时子节点的子树,我们完全可以将这个多余的子树转移到它原来的父节点上即可。

那么这个地方我们就得出一个宝贵的规律来:

我们定义一个结点与他父亲的关系是\\(x\\),那么在旋转时,他的父亲成为了他的\\(!x\\)儿子,并且那个上文中所说的“多余结点”,同时也是当前节点的\\(!x\\)儿子,但在旋转之后需要成为当前节点的“前”父节点的\\(x\\)儿子。

诶,其实这是找规律啦,但是也从另一个方面揭示了二叉搜索树的的某些本质\\(qwqqq\\)

\\(Talk\\) \\(is\\) \\(\\color{silver}{cheap}\\) \\(,show\\) \\(you\\) \\(the\\) \\(\\color{silver}{code}\\):

inline void update(int x){
	if(x){
		sub_size[x]=cnt[x];
		if(sons[x][1])sub_size[x]+=sub_size[sons[x][1]];
	    if(sons[x][0])sub_size[x]+=sub_size[sons[x][0]];
	}
	return ;
}
inline bool get_which(int x){
	return sons[f[x]][1]==x;
}
inline void rotate(int x){
	int father=f[x],g_father=f[father];
	bool which_son=get_which(x);//当前节点的关系
	sons[father][which_son]=sons[x][which_son^1];
	f[sons[father][which_son]]=father;
	sons[x][which_son^1]=father;
	f[father]=x;
	f[x]=g_father;
	if(g_father){
		sons[g_father][get_which(father)]=x;
	}
	update(x);
	update(father);
}

\\(son\\)表示每个节点的左右儿子,\\(f\\)表示每个节点的父亲\\(sub\\_size[i]\\)表示以\\(i\\)为根的子树的大小。

诶,为什么要记录子树大小啊?

\\(qwqqq\\)是为了方便执行之后的\\(zz\\)操作啊

那么接下来我们看\\(Splay\\)操作,其实这个操作十分地简单,不过是拼命地向上旋转至根节点而已,但在这其中还有些地方值得注意:

\\(\\mathcal{1.}\\)如果爷爷节点、父节点与自己不共线,那么就是这样

这时实际上并不会怎样……你就不断旋转就行了\\(qwq\\)

\\(\\mathcal{2.}\\)如果三个节点共线的话,那么就先要旋转父节点,因为如果先旋转子节点的话,我们就会发现原来华丽的一条链的结构被破坏,接下来的一系列操作即会导致这棵树失衡,所以应该先旋转父节点,再旋转子节点\\(qwq\\)

╮( ̄▽ ̄")╭虽然我不是很想做效果图,但是为了你们我忍了(逃

那么接下来是当三个点共线时的两种处理方式的不同结果:

\\(emmmm\\)实质上就是说,我们在链很长的时候,每次执行先旋父节点再旋当前节点的操作,一次总操作之后,这条链的深度会减半。

\\(Talk\\) \\(is\\) \\(\\color{silver}{cheap}\\) \\(,show\\) \\(you\\) \\(the\\) \\(\\color{silver}{code}\\):

inline void splay(int x){
	for (int fa;fa=f[x];rotate(x))  
      if (f[fa])  
        rotate((get_which(x)==get_which(fa))?fa:x);  
    root=x;  
}

诶,上图画的好像不是很浅显,因为节点数太少了\\(qnq\\),但是无论如何,本蒟蒻用机房的\\(XP\\)画图做图很难受的\\(QAQ\\)



那么接下来……那些二叉搜索树的插入删除操作我就不赘述了,因为本身二叉搜索树就可以支持找前驱后继、找排名找数,所以只需要注意以下两点:

1.每次进行有关点的操作时都要\\(Splay\\)一次,因为要维护树的随机性

2.注意第一条中的“有关点”,比如当给出排名找数的时候,由于其实跟这个点没什么关系,所以不用\\(Splay\\).

\\(Show\\) \\(The\\) \\(Whole\\) \\(Code\\)

// luogu-judger-enable-o2
#include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;
#define MAXN 1000000
int f[MAXN],cnt[MAXN],value[MAXN],sons[MAXN][2],sub_size[MAXN],whole_size,root;                 
inline int qread(){
    int res=0,k=1;
    char c=getchar();
    while(!isdigit(c)){
        if(c==\'-\')k=-1;
        c=getchar();
    }
    while(isdigit(c)){
        res=(res<<1)+(res<<3)+c-48;
        c=getchar();
    }
    return res*k;
}
inline void S_Clear(int x){
    sons[x][0]=sons[x][1]=f[x]=sub_size[x]=cnt[x]=value[x]=0; 
}
inline bool get_which(int x){
    return sons[f[x]][1]==x;
}
inline void update(int x){
    if (x){  
        sub_size[x]=cnt[x];  
        if (sons[x][0]) sub_size[x]+=sub_size[sons[x][0]];  
        if (sons[x][1]) sub_size[x]+=sub_size[sons[x][1]];  
    }  
    return ;
}
inline void rotate(int x){
    int father=f[x],g_father=f[father],which_son=get_which(x);
    sons[father][which_son]=sons[x][which_son^1];
    f[sons[father][which_son]]=father;
    sons[x][which_son^1]=father;
    f[father]=x;
    f[x]=g_father;
    if(g_father){
        sons[g_father][sons[g_father][1]==father]=x;
    }
    update(father);
    update(x);
}
inline void splay(int x){
    for (int fa;fa=f[x];rotate(x))  
      if (f[fa])  
        rotate((get_which(x)==get_which(fa))?fa:x);  
    root=x;  
}
inline void insert(int x){
    if(!root){
        whole_size++;
        sons[whole_size][0]=sons[whole_size][1]=f[whole_size]=0;
        root=whole_size;
        sub_size[whole_size]=cnt[whole_size]++;
        value[whole_size]=x;
        return ;
    } 
    int now=root,fa=0;
    while(1){
        if(x==value[now]){
            cnt[now]++;
            update(now);
            update(fa);
            splay(now);
            break;
        }
        fa=now;
        now=sons[now][value[now]<x];
        if(!now){
            whole_size++;
            sons[whole_size][0]=sons[whole_size][1]=0;
            f[whole_size]=fa;
            sub_size[whole_size]=cnt[whole_size]=1;
            sons[fa][value[fa]<x]=whole_size;
            value[whole_size]=x;
            update(fa);
            splay(whole_size);
            break; 
        }
    }
    
}
inline int find_num(int x){ 
    int now=root;
    while(1){
        if(sons[now][0]&&x<=sub_size[sons[now][0]])
        now=sons[now][0];
        else {
            int temp=(sons[now][0]?sub_size[sons[now][0]]:0)+cnt[now];
            if(x<=temp)return value[now];
            x-=temp;
            now=sons[now][1];
        }
    }
}

inline int find_rank(int x){
      int now=root,ans=0;  
    while(1){  
        if (x<value[now])  
          now=sons[now][0];  
        else{  
            ans+=(sons[now][0]?sub_size[sons[now][0]]:0);  
            if (x==value[now]){  
                splay(now); return ans+1;  
            }  
            ans+=cnt[now];  
            now=sons[now][1];  
        }  
    }  
}
inline int find_pre(){
    int now=sons[root][0];
    while(sons[now][1])now=sons[now][1];
    return now;
}
inline int find_suffix(){
    int now=sons[root][1];
    while(sons[now][0])now=sons[now][0];
    return now;
}
inline void my_delete(int x){
    int hhh=find_rank(x);
    if (cnt[root]>1){
    cnt[root]--; 
    update(root); 
    return;
    }  
    if (!sons[root][0]&&!sons[root][1]) {
    S_Clear(root);
    root=0;
    return;
    }  
    if (!sons[root][0]){  
        int old_root=root; 
        root=sons[root][1];
        f[root]=0; 
        S_Clear(old_root); 
        return;  
    }  
     
    else if (!sons[root][1]){  
        int old_root=root; 
        root=sons[root][0]; 
        f[root]=0; 
        S_Clear(old_root); 
        return;  
    } 
    int left_max=find_pre(),old_root=root;  
    splay(left_max);  
    sons[root][1]=sons[old_root][1];  
    f[sons[old_root][1]]=root;  
    S_Clear(old_root);  
    update(root);  
}

   
int main(){
    int m,num,be_dealt;
    cin>>m;
    for(int i=1;i<=m;i++){
       num=qread();
       be_dealt=qread();
        switch(num)
        {
            case 1:insert(be_dealt);break;
            case 2:my_delete(be_dealt);break;
            case 3:printf("%d\\n",find_rank(be_dealt));break;
            case 4:printf("%d\\n",find_num(be_dealt));break;
            case 5:insert(be_dealt);printf("%d\\n",value[find_pre()]);my_delete(be_dealt);break;
            case 6:insert(be_dealt);printf("%d\\n",value[find_suffix()]);my_delete(be_dealt);break;
        }
    }
    return 0;
}

\\(0x02\\) \\(Splay\\)的渐进难度:

嗯呐……我发现本蒟做这种题总会被卡……并且总是被一些奇奇怪怪的东西卡死……呃不是算法,是打代码时不细心,导致调试了好长时间\\(ORZ\\).

那么,这道题的题面戳这里

那么对于区间反转这种操作,我们由于原数列的顺序已经给定,所以不能按照权值排序,所以选择按照点的编号建立一棵二叉搜索树。

诶,所以啊,不用一个个\\(insert\\)编号,我们只需要进行一下递归建树即可\\(qwq\\)——建树可以仿照线段树的建树\\(qwq\\)

那么就类似这样:

struct Splay_tree{
	int f,sub_size,cnt,value,tag;
	int son[2];
}s[MAXN];
inline void update(int x){
	if(x){
	s[x].sub_size=s[x].cnt;
	if(s[x].son[0])s[x].sub_size+=s[s[x].son[0]].sub_size;
    if(s[x].son[1])s[x].sub_size+=s[s[x].son[1]].sub_size;
	}
}
int build_tree(int l, int r, int fa) {
        if(l > r) { return 0; }
        int mid = (l + r) >> 1;
        int now = ++ wz;
        s[now].f=fa;
	    s[now].son[0]=s[now].son[1]=0;
		s[now].cnt++;
    	s[now].value=original[mid];
		s[now].sub_size++;
        s[now].son[0] = build_tree(l, mid - 1, now);
        s[now].son[1] = build_tree(mid + 1, r, now);
        update(now);
        return now;
}

\\(emmmm\\)码风还算是中规中矩吧\\(qwq\\)

那么我们现在已经有一棵编号树了(并且由于递归建树,一开始是平衡的),我们要对它进行区间翻转操作。那么实际上我们可以发现,在反转区间\\([l\\)~\\(r]\\)的时候,我们可以考虑利用\\(Splay\\)的性质,将\\(l-1\\)翻转至根节点,再将\\(r+1\\)翻转至根节点的幼儿子,类似这样:

\\(emmm\\)本蒟蒻用英文作图只是因为会使风格更简约\\(qwq\\)

但在这里还是需要注意,我们为了方便,在\\(1\\)号节点之前和\\(n\\)号节点之后又加了两个节点并赋值为\\(-INF\\)\\(INF\\),作为虚点,既满足二叉搜索树的性质,又可以让我们在翻转\\(1\\)~\\(n\\)时不会\\(GG\\)

那么实际上,在我们把当前区间确定下来之后,我们就要开始进行反转操作。而对于反转操作,我们可以不断替换子节点的左右子树达到此目的。

比如对于\\(1\\)~\\(5\\)这个序列,我们反转\\(2~4\\)这个区间,过程就是这样:

首先建树,在这里用一个可行的树来举个栗子:

那么实际上我们如果反转\\(2~4\\)那么我们需要先将\\(1\\)\\(5\\)旋转上去,类似这样:

实际上我们翻转两个子树就相当于反转\\(2\\)~\\(4\\) \\(qwq\\)

但在这个地方我们可以考虑打个标记,标记的存在就只在于记录现在对于当前节点应不应该翻转两个子树。

\\(\\color{gold}{Talk}\\) \\(is\\) \\(\\color{silver}{cheap}\\) \\(,\\color{gold}{show}\\) \\(you\\) \\(the\\) \\(\\color{silver}{code}\\):

inline void pushdown(int x){
    if(x&&s[x].tag){
    	s[s[x].son[1]].tag^=1;
    	s[s[x].son[0]].tag^=1;
    	swap(s[x].son[1],s[x].son[0]);
    	s[x].tag=0;
    }	
}
inline int find(int x){
	int now=root;
	while(1)
	{
	    pushdown(now);
		if(x<=s[s[now].son[0]].sub_size){
			now=s[now].son[0];
		}	
		else  {
		x-=s[s[now].son[0] ].sub_size + 1;
	    if(!x)return now;
	    now=s[now].son[1];
		}
	}
}
inline void reverse(int x,int y){
	int l=x-1,r=y+1;
	l=find(l),r=find(r);
	splay(l,0);
	splay(r,l);
	int pos=s[root].son[1];
	pos=s[pos].son[0];
	s[pos].tag^=1;//标记最初打在操作区间的根节点上
}

然后还有些需要注意的,注释了\\(qwq\\)

#include<iostream>
using namespace std;
#define MAXN 1000007
#define INF 100000089
struct Splay_tree{
	int f,sub_size,cnt,value,tag;
	int son[2];
}s[MAXN];
int original[MAXN],root,wz;
inline bool which(int x){
	return x==s[s[x].f].son[1];
}
inline void update(int x){
	if(x){
	s[x].sub_size=s[x].cnt;
	if(s[x].son[0])s[x].sub_size+=s[s[x].son[0]].sub_size;
    if(s[x].son[1])s[x].sub_size+=s[s[x].son[1]].sub_size;
	}
}
inline void pushdown(int x){
    if(x&&s[x].tag){
    	s[s[x].son[1]].tag^=1;
    	s[s[x].son[0]].tag^=1;
    	swap(s[x].son[1],s[x].son[0]);
    	s[x].tag=0;
    }	
}
inline void rotate(int x){
	int fnow=s[x].f,ffnow=s[fnow].f;
	pushdown(x),pushdown(fnow);
	bool w=which(x);
	s[fnow].son[w]=s[x].son[w^1];
	s[s[fnow].son[w]].f=fnow;
	s[fnow].f=x;
	s[x].f=ffnow;
	s[x].son[w^1]=fnow;
	if(ffnow){
		s[ffnow].son[s[ffnow].son[1]==fnow]=x;
	}
	update(fnow);
}
inline void splay(int x,int goal){
	for(int qwq;(qwq=s[x].f)!=goal;rotate(x)){
		if(s[qwq].f!=goal){//这个地方特别重要,原因是需要判断的是当前的父亲有没有到目标节点,而如果把“qwq”改成“x”……就会炸 
			rotate(which(x)==which(qwq)?qwq:x);
		}
	}
	if(goal==0){
		root=x;
	}
}

int build_tree(int l, int r, int fa) {
        if(l > r) { return 0; }
        int mid = (l + r) >> 1;
        int now = ++ wz;
        s[now].f=fa;
	    s[now].son[0]=s[now].son[1]=0;
		s[now].cnt++;
    	s[now].value=original[mid];
		s[now].sub_size++;
        s[now].son[0] = build_tree(l, mid - 1, now);
        s[now].son[1] = build_tree(mid + 1, r, now);
        update(now);
        return now;
}
inline int find(int x){
	int now=root;
	while(1)
	{
	    pushdown(now);
		if(x<=s[s[now].son[0]].sub_size){
			now=s[now].son[0];
		}	
		else  {
		x-=s[s[now].son[0] ].sub_size + 1;
	    if(!x)return now;
	    now=s[now].son[1];
		}
	}
}
inline void reverse(int x,int y){
	int l=x-1,r=y+1;
	l=find(l),r=find(r);
	splay(l,0);
	splay(r,l);
	int pos=s[root].son[1];
	pos=s[pos].son[0];
	s[pos].tag^=1;
}
inline void dfs(int now){
	pushdown(now);
	if(s[now].son[0])dfs(s[now].son[0]);
	if(s[now].value!=-INF&&s[now].value!=INF){
		cout<<s[now].value<<" ";
	}
	if(s[now].son[1])dfs(s[now].son[1]);
}
int main(){
	int n,m,x,y;
	cin>>n>>m;
	original[1]=-INF,original[n+2]=INF;
	for(int i=1;i<=n;i++){
		original[i+1]=i;
	}
	root=build_tree(1,n+2,0);//有一个良好的定义变量习惯很重要……重复定义同一个变量(比如全局的和局部的同名)那么就会发生覆盖。 
	for(int i=1;i<=m;i++){
		cin>>x>>y;
		reverse(x+1,y+1);
	}
	dfs(root);
}

最后来几道例题:

戳这里
这个题算是平衡树系列的一个进阶版本了吧\\(qwq\\).

好吧我承认,这个题我一开始做的时候已经想出了大约\\(60\\)%的样子,但是最后还是偷偷地瞅了眼题解,发现似乎很有道理,然后\\(A\\)\\(emmmm\\).

那么好像很显然,我们坑定不能一个一个地修改,区间修改由于每次都是\\(1\\)~\\(n\\),所以并没有什么很大的意义。所以我们可以考虑引入一个标记,每次\\(A\\)就$$delta+=num$$每次\\(I\\)就$$insert(num-delta)$$,询问时就$$cout<<query+delta$$,再加上几个判断是不是非法操作。

\\(emmmmm\\)好像海星,到这一步大约已经可以够得着\\(NOIP\\)的思维难度了。然而这是一道省选题,所以这么搞还是捕星,因为删除操作和询问离职人员好像很难搞。

那么,在这里我们考虑将\\(-INF\\)\\(INF\\)在一开始就插入平衡树里。每次\\(insert\\)操作\\(tot++\\),最后只需要用$$tot-(find_rank(INF)-2)$$就可以算出离职人数。

那么只剩下最后一个问题了——我们该怎么删除呢?这里就需要用到一个二叉搜索树里很精妙的操作了——删除根的子树。我们可以在执行\\(S\\)操作时先\\(delta-=num\\),然后将\\(-INF\\)旋转到根节点,将\\(minn-delta\\)旋转到根节点的右儿子,然后删除根节点的右子树的左子树即可。

诶这个操作很熟悉啊,不也是区间翻转时的操作吗?

诶怎么旋转\\(minn-delta\\)啊?

我们可以很简单地插入删除,这很简单,但是为什么要以\\(minn-delta\\)作为所删除的单调区间的上界?这个地方你可以稍微意会一下……因为我们插入的是\\(num-delta\\)啊!

嗯,我还是太弱了。

\\(\\color{red}{Code}:\\)

#include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;
#define MAXN 1000000
#define INF 283653129 
int f[MAXN],cnt[MAXN],value[MAXN],sons[MAXN][2],sub_size[MAXN],whole_size,root;                 
inline int qread(){
    int res=0,k=1;
    char c=getchar();
    while(!isdigit(c)){
        if(c==\'-\')k=-1;
        c=getchar();
    }
    while(isdigit(c)){
        res=(res<<1)+(res<<3)+c-48;
        c=getchar();
    }
    return res*k;
}
inline void S_Clear(int x){
    sons[x][0]=sons[x][1]=f[x]=sub_size[x]=cnt[x]=value[x]=0; 
}
inline bool get_which(int x){
    return sons[f[x]][1]==x;
}
inline void update(int x){
    if (x){  
        sub_size[x]=cnt[x];  
        if (sons[x][0]) sub_size[x]+=sub_size[sons[x][0]];  
        if (sons[x][1]) sub_size[x]+=sub_size[sons[x][1]];  
    }  
    return ;
}
inline void rotate(int x){
    int father=f[x],g_father=f[father],which_son=get_which(x);
    sons[father][which_son]=sons[x][which_son^1];
    f[sons[father][which_son]]=father;
    sons[x][which_son^1]=father;
    f[father]=x;
    f[x]=g_father;
    if(g_father){
        sons[g_father][sons[g_father][1]==father]=x;
    }
    update(father);
    update(x);
}
inline void splay(int x,int goal){
    for(int qwq;(qwq=f[x])!=goal;rotate(x)){
        if(f[qwq]!=goal){
            rotate(get_which(x)==get_which(qwq)?qwq:x);
        }
    } 
    if(!goal){
        root=x;
    }
}
inline void insert(int x){
    if(!root){
        whole_size++;
        sons[whole_size][0]=sons[whole_size][1]=f[whole_size]=0;
        root=whole_size;
        sub_size[whole_size]=cnt[whole_size]++;
        value[whole_size]=x;
        return ;
    } 
    int now=root,fa=0;
    while(1){
        if(x==value[now]){
            cnt[now]++;
            update(now);
            update(fa);
            splay(now,0);
            break;
        }
        fa=now;
        now=sons[now][value[now]<x];
        if(!now){
            whole_size++;
            sons[whole_size][0]=sons[whole_size][1]=0;
            f[whole_size]=fa;
            sub_size[whole_size]=cnt[whole_size]=1;
            sons[fa][value[fa]<x]=whole_size;
            value[whole_size]=x;
            update(fa);
            splay(whole_size,0);
            break; 
        }
    }
    
}
inline int find_num(int x){ 
    int now=root;
    while(1){
        if(sons[now][0]&&x<=sub_size[sons[now][0]])
        now=sons[now][0];
        else {
            int temp=(sons[now][0]?sub_size[sons[now][0]]:0)+cnt[now];
            if(x<=temp)return value[now];
            x-=temp;
            now=sons[now][1];
        }
    }
}
inline int find_ID(int x){
	int now=root;
	while(1){
		if(x==value[now]){
			return now;
		}
		else now=sons[now][value[now]<x]; 
	}
}
inline int find_rank(int x){
      int now=root,ans=0;  
    while(1){  
        if (x<value[now])  
          now=sons[now][0];  
        else{  
            ans+=(sons[now][0]?sub_size[sons[now][0]]:0);  
            if (x==value[now]){  
                splay(now,0); return ans+1;  
            }  
            ans+=cnt[now];  
            now=sons[now][1];  
        }  
    }  
}
inline int find_pre(){
    int now=sons[root][0];
    while(sons[now][1])now=sons[now][1];
    return now;
}
inline int find_suffix(){
    int now=sons[root][1];
    while(sons[now][0])now=sons[now][0];
    return now;
}
inline void my_delete(int x){
    int hhh=find_rank(x);
    if (cnt[root]>1){
    cnt[root]--; 
    update(root); 
    return;
    }  
    if (!sons[root][0]&&!sons[root][1]) {
    S_Clear(root);
    root=0;
    return;
    }  
    if (!sons[root][0]){  
        int old_root=root; 
        root=sons[root][1];
        f[root]=0; 
        S_Clear(old_root); 
        return;  
    }  
     
    else if (!sons[root][1]){  
        int old_root=root; 
        root=sons[root][0]; 
        f[root]=0; 
        S_Clear(old_root); 
        return;  
    } 
    int left_max=find_pre(),old_root=root;  
    splay(left_max,0);  
    sons[root][1]=sons[old_root][1];  
    f[sons[old_root][1]]=root;  
    S_Clear(old_root);  
    update(root);  
}
int main(){
    int m,num,minn;
    char a;
    cin>>m>>minn;
    insert(-INF);
	insert(INF); 
	int delta=0,sumtot=0;
    for(int i=1;i<=m;i++){
    	cin>>a>>num;
    	switch(a){
    		case \'I\' :{
    			if(num<minn)break;
    			insert(num-delta);
    			sumtot++;
    			break;
    		} 
    		case \'A\':{
    			delta+=num;
    			break;
    		}
    		case \'S\':{
    			delta-=num;
    			insert(minn-delta);
    			int a=find_ID(-INF),b=find_ID(minn-delta);
				splay(a,0);
    			splay(b,a);
    			sons[sons[root][1]][0]=0; 
    			my_delete(minn-delta);
    			break;
    		}
    		case \'F\':{
    			int sumnow=find_rank(INF)-2;
    			if(sumnow<num){
    			cout<<-1<<endl;	
				break;
    	  		}
				int  res=find_num(sumnow+2-num);
    			cout<<res+delta<<endl;
    			break;
    		}
    	}
    }
    int sumnow=find_rank(INF)-2;  
    cout<<sumtot-sumnow;
	return 0;
}

代码好长啊……足足写了5.04K

以上是关于Splay普及版的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

及其简短的Splay代码

UESTC2021暑假前集训(splay树)

SPLAY or SPALY ?

模板Splay

文艺平衡树(splay模板)

bzoj2733 永无乡 splay树的启发式合并