【題解】Codeforces 1195E. OpenStreetMap

【題目敘述】https://codeforces.com/contest/1195/problem/E
【解題想法】Monotonic Queue (單調隊列)
【題目翻譯】
Seryozha開設了一門製作「Stepanovo休閒中心」高度圖的課程。他在地圖上放置了一個大小為 𝑛×𝑚 個單元格的矩形網格(網格的rows從北到南編號為1到 𝑛,網格的columns從西到東編號為1到 𝑚)。接著,他測量了每個網格(cell)在「雷賓斯克海平面」以上的平均高度,並獲得了一個尺寸為 𝑛×𝑚 的矩陣 (高度矩陣)。每個網格座標(𝑖, 𝑗)位於第𝑖行和第𝑗列的交點,高度為ℎ𝑖,𝑗。

Seryozha將在瀏覽器中查看他的工作結果。 Seryozha的電腦螢幕可以吻合大小為𝑎×𝑏 (1≤𝑎≤𝑛, 1≤𝑏≤𝑚)的子矩陣 (高度矩陣的子矩陣)。 Seryozha想要知道天氣如何影響娛樂中心。例如,如果下雨,雨水會聚集在哪裡。為此,他將在電腦螢幕上顯示的所有網格中找到「高度最小」的網格。 請幫助Seryozha計算在螢幕上可以看到的所有可能的「子矩陣的單元格的高度」之和。換句話說,您必須計算所有大小為𝑎×𝑏的子矩陣的最小高度之和。(𝑖, 𝑗)為左上角的座標。1≤𝑖≤𝑛−𝑎 + 1, 1≤𝑗≤𝑚−𝑏 +1。

題目給出整數 g0, x, y and z,產生 h[i][j] 的公式如下:

  • 先用題目給的方程式產生 h 高度矩陣,左上角座標 (1, 1)。
  • 基於 h 矩陣,逐列沿著column的方向(由西往東)掃描,建構出 row 矩陣。(資料填入row矩陣時,由上往下填。)
    • 或者,由於座標是one-based,可以不用開新的row矩陣,改為「重複利用」h矩陣(從 h[0][ ] 開始填入資料。)
  • deque 維護「單調遞增」資料,dq.front( )即為區間最小值。
  • 基於 row 矩陣(或更新後的 h矩陣),逐列由西往東掃描,把區間最小值累加到 ans。
  • 【細節提醒】
    • (Line-6/12) 變數 g 和 ans 都需要宣告成 long long
    • (Line-15/16) 依照題目給的公式產生 h矩陣
    • (Line-33) 記得清空 deque
    • (Line-22/35) 移除過時的資料
    • (Line-25/38) 維護單調隊列資料的遞增性
    • (Line-34) 留意更新後的 h矩陣的有效資料範圍
#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;
 
int n, m, a, b, x, y, z, g0, h[3005][3005];
long long ans;
deque <int> dq;
 
int main() {
    cin >> n >> m >> a >> b;
    cin >> g0 >> x >> y >> z;
    long long last = g0;
    for (int i = 1; i <= n; i++){
        for (int j = 1; j <= m; j++){
            h[i][j] = last;
            last = (last * x + y) % z;
        }
    }
    for (int i = 1; i <= n; i++){
        // dq.clear();
        for (int j = 1; j <= m; j++){
            while (!dq.empty() && dq.front() <= j-b){
                dq.pop_front();
            }
            while (!dq.empty() && h[i][dq.back()] > h[i][j]){
                dq.pop_back();
            }
            dq.push_back(j);
            h[i-1][j] = h[i][dq.front()];
        }
    }
    for (int j = b; j <= m; j++){
        dq.clear();
        for (int i = 0; i < n; i++){
            while (!dq.empty() && dq.front() <= i-a){
                dq.pop_front();
            }
            while (!dq.empty() && h[dq.back()][j] > h[i][j]){
                dq.pop_back();
            }
            dq.push_back(i);
            h[i][j-b] = h[dq.front()][j];
        }
    }
    for (int i = a-1; i < n; i++){
        for (int j = 0; j <= m-b; j++){
            ans += h[i][j];
        }
    }
    cout << ans << "\n";
}
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