BZOJ - 1941 Hide and Seek (K-D Tree 求最近点与最远点)

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1941: [Sdoi2010]Hide and Seek

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Description

小猪iPig在PKU刚上完了无聊的猪性代数课,天资聪慧的iPig被这门对他来说无比简单的课弄得非常寂寞,为了消除寂寞感,他决定和他的好朋友giPi(鸡皮)玩一个更加寂寞的游戏---捉迷藏。 但是,他们觉得,玩普通的捉迷藏没什么意思,还是不够寂寞,于是,他们决定玩寂寞无比的螃蟹版捉迷藏,顾名思义,就是说他们在玩游戏的时候只能沿水平或垂直方向走。一番寂寞的剪刀石头布后,他们决定iPig去捉giPi。由于他们都很熟悉PKU的地形了,所以giPi只会躲在PKU内n个隐秘地点,显然iPig也只会在那n个地点内找giPi。游戏一开始,他们选定一个地点,iPig保持不动,然后giPi用30秒的时间逃离现场(显然,giPi不会呆在原地)。然后iPig会随机地去找giPi,直到找到为止。由于iPig很懒,所以他到总是走最短的路径,而且,他选择起始点不是随便选的,他想找一个地点,使得该地点到最远的地点和最近的地点的距离差最小。iPig现在想知道这个距离差最小是多少。 由于iPig现在手上没有电脑,所以不能编程解决这个如此简单的问题,所以他马上打了个电话,要求你帮他解决这个问题。iPig告诉了你PKU的n个隐秘地点的坐标,请你编程求出iPig的问题。

Input

第一行输入一个整数N 第2~N+1行,每行两个整数X,Y,表示第i个地点的坐标

Output

一个整数,为距离差的最小值。

Sample Input

4
0 0
1 0
0 1
1 1

Sample Output

1
 

HINT

对于30%的数据,N<=1000 对于100%的数据,N<=500000,0<=X,Y<=10^8 保证数据没有重点保证N>=2

Source

SDOI2010 第二轮Day 1

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解题思路:KDTree模板题!这是一份纯正的模板,带注释!

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <stdio.h>
#include <queue>
#include <set>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int MAXN = 200050;
const int INF = 0x3f3f3f3f;

struct  node{
    int Min[2],Max[2];//这个点所维护的块内,离这个点最远的值和最近的值
    int d[2];//这个点的坐标
    int l,r;//这个块所维护的点的区间
    int id;
}t[MAXN];

int nowD;//当前排序的维度
int DIM=2;//维度数

inline bool cmp(node a, node b)
{
    if (a.d[nowD] == b.d[nowD])
        return a.d[!nowD] < b.d[!nowD];
    return a.d[nowD] < b.d[nowD];
}

void pushup(int now)   //由子节点控制范围来更新now点的控制范围
{
    for(int i =0;i<DIM;i++){
        if(t[now].l)
        {
            if(t[t[now].l].Max[i]>t[now].Max[i]) t[now].Max[i]=t[t[now].l].Max[i];
            if(t[t[now].l].Min[i]<t[now].Min[i]) t[now].Min[i]=t[t[now].l].Min[i];
        }
        if(t[now].r)
        {
            if(t[t[now].r].Max[i]>t[now].Max[i]) t[now].Max[i]=t[t[now].r].Max[i];
            if(t[t[now].r].Min[i]<t[now].Min[i]) t[now].Min[i]=t[t[now].r].Min[i];
        }
    }

}

int build(int l,int r,int D)   //kd树的建立
{
    int mid=(l+r)>>1;
    nowD=D;
    nth_element(t+l,t+mid,t+r+1,cmp);//类似快排,快排后,左边的都比mid小,右边的都比mid大,这样就可以正确的递归了
    if(l!=mid) t[mid].l=build(l,mid-1,(D+1)%DIM);else t[mid].l=0;//递归
    if(r!=mid) t[mid].r=build(mid+1,r,(D+1)%DIM);else t[mid].r=0;
    t[mid].Max[0]=t[mid].Min[0]=t[mid].d[0];//初始化
    t[mid].Max[1]=t[mid].Min[1]=t[mid].d[1];
    pushup(mid);//更新
    return mid;
}

//计算x到p这一块的最短距离,用于A*剪枝
int getdist_min(int p,node x){
    int dis=0;
    for(int i=0;i<DIM;i++){
        if(x.d[i]<t[p].Min[i]) dis+=t[p].Min[i]-x.d[i];
        if(x.d[i]>t[p].Max[i]) dis+=x.d[i]-t[p].Max[i];
    }
    return dis;
}

int _ans;
void _query_min(int p, node x)
{
    /***计算x到p这个点的距离***/
    int dis=0;
    for(int i=0;i<DIM;i++)
        dis+=abs(x.d[i]-t[p].d[i]);

    /***更新你的答案***/
    if(dis) _ans=min(_ans,dis);

    /***计算到左右两块的距离***/
    int ld=t[p].l ? getdist_min(t[p].l,x):INF;
    int rd=t[p].r ? getdist_min(t[p].r,x):INF;

    if(min(ld,rd)>=_ans)return; //剪枝

    /***A*搜索***/
    if(ld<rd){
        _query_min(t[p].l,x);
        if(rd<_ans)//剪枝
            _query_min(t[p].r,x);
    }
    else{
        _query_min(t[p].r,x);
        if(ld<_ans)//剪枝
            _query_min(t[p].l,x);
    }
}

int query_min(int p, node x){
    _ans=INF;
    _query_min(p,x);
    return _ans;
}


//计算x到k这一块的最大距离
int getdist_max(int k,node x){
    int dis=0;
    for(int i=0;i<DIM;i++)
        dis+=max(abs(t[k].Min[i]-x.d[i]),abs(t[k].Max[i]-x.d[i]));
    return dis;
}

void _query_max(int p,node x)   //查询
{
    int dis=0;
    for(int i=0;i<DIM;i++)
        dis+=abs(x.d[i]-t[p].d[i]);

    _ans=max(_ans,dis);

    int ld = t[p].l ? getdist_max(t[p].l,x) : -1, rd = t[p].r ? getdist_max(t[p].r,x) : -1;
    if (max(ld, rd) <= _ans) return;
    if (ld > rd)
    {
        _query_max(t[p].l,x);
        if (rd > _ans) _query_max(t[p].r,x);
    }
    else
    {
        _query_max(t[p].r,x);
        if (ld > _ans) _query_max(t[p].l,x);
    }

}
int query_max(int p,node x){
    _ans=0;
    _query_max(p,x);
    return _ans;
}


int main()
{

    int N;
    scanf("%d",&N);
    for(int i=1;i<=N;i++){
        scanf("%d%d",&t[i].d[0],&t[i].d[1]);
    }

    int ans=INF;
    int rt=build(1,N,0);
    for(int i=1;i<=N;i++){
        int a1=query_min(rt,t[i]);
        int a2=query_max(rt,t[i]);
        ans=min(ans,a2-a1);
    }
    printf("%d\n",ans);
    
    return 0;
}



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