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可持久化块状数组（分块可持久化）

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分块可持久化

可以有 O(1)O(1) 的随机访问和 O(n)O(\sqrt n) 的修改。本做法可以通过 70%70\% 的数据点，得到 5656 分。
例题
你需要维护这样的一个长度为 nn 的数组，支持如下两种操作：
  1. 在某个历史版本上修改某一个位置上的值。
  2. 访问某个历史版本上的某一位置的值。
每次产生一个新的版本，2. 生成完全一样的版本。
共进行 mm 次操作。
对于 70%70\% 的数据，1≤n,m≤1051 \leq n, m \leq {10}^5。
对于 100%100\% 的数据：1≤N,M≤106 1 \leq N, M \leq {10}^6；
我们将这个长为为 nn 的数组分为长为 bb 的块（不能整除就空着）：
ver 0: 1 2 3 | 4 5 6 | 7 8 9
如果我们要更改第 66 个元素，则新的版本长这样：
ver 1: 1 2 3 | 4 5 0 | 7 8 9
我们发现，只有第二个块改变了。也就是说，对于一个新的版本，仅有不超过 11 个被修改的块。我们可以这样表示新的版本：
ver 1: ----- | 4 5 0 | -----
那么，对于每个版本，我们可以维护其 nb\frac{n}{b} 个块的指针；对于每个块，分配一块内存存储它的数据。
P1(1 2 3) P2(4 5 6) P3(7 8 9) V0(P1 P2 P3)
修改的时候，从修改的块复制建立新的块并修改元素；其余块复制指针。
P4(4 5 0) V1(P1 P4 P3)
查询的时候，直接读取返回。需要复制所有指针。
V3(P1 P4 P3)
给一张数据不一样的图片。版本一是 111111111111111111，二是 111121111111121111。
出于方便，接下来的代码中使用 00 开始的下标。第 ii 个元素在第 i / B（即 x=⌊ib⌋x = \lfloor\frac{i}{b}\rfloor）块，在块中的第 i % B（即 y=i mod by = i \bmod b）个。
在创建初始版本时，我们先算出块数，然后依次填充每个块。第 ii 块的范围是 [bi,b(i+1))[bi,b(i+1))。
CPP
#define N 100900
#define B 350

int n, m, a[N];
array<array<int, 355>*, 355> v[N];
// v[i][j] 是版本 i 的第 j 块
// (*v[i][j])[k] 是它的第 k 个元素

void build() {
  int cnt = n / B + 1;
  up (i, 0, cnt - 1) {
    v[0][i] = new array<int, 355>;
    copy(a + i * B, a + (i + 1) * B, v[0][i]->begin());
  }
}
当我们进行 修改 时，
  • 从父版本复制所有的块的指针；
  • 从需要修改的块复制新的块；
  • 修改新块中需要修改的值。
我们可以求出每个元素的块号 xx 和块内编号 yy。具体见代码。
CPP
//          旧版本 新版本  位置   值
void update(int f, int g, int p, int k) {
  int x = p / B, y = p % B;
  v[g] = v[f];
  v[g][x] = new array<int, 355>(*v[f][x]);
  (*v[g][x])[y] = k;
}
当我们进行 查询 时，直接查就行（雾
记得复制。
CPP
int query(int f, int g, int p) {
  int x = p / B, y = p % B;
  v[g] = v[f];
  return (*v[g][x])[y];
}
最后是完整代码。
56分代码CPP
#include <bits/stdc++.h>
#define endl '\n'
#define up(i,l,r) for(int i=(l),E##i=(r);i<=E##i;++i)
#define dn(i,r,l) for(int i=(r),E##i=(l);i>=E##i;--i)
#define N 100900 // 对，只能拿 56 分
#define B 350
using namespace std;

int n, m, a[N];
array<array<int, 355>*, 355> v[N];

void build() {
  int x = n / B + 1;
  up (i, 0, x - 1) {
    v[0][i] = new array<int, 355>;
    copy(a + i * B, a + (i + 1) * B, v[0][i]->begin());
  }
}

void update(int f, int g, int p, int k) {
  int x = p / B, y = p % B; // x 是块号，y 是在块内的编号
  v[g] = v[f];
  v[g][x] = new array<int, 355>(*v[f][x]);
  (*v[g][x])[y] = k;
}

int query(int f, int g, int p) {
  int x = p / B, y = p % B;
  v[g] = v[f];
  return (*v[g][x])[y];
}

int main() {
  int f, op, p, c;
  cin.tie(0)->sync_with_stdio(0);
  cin >> n >> m;
  up (i, 0, n - 1) cin >> a[i];
  build();
  up (i, 1, m) {
    cin >> f >> op >> p;
    --p;
    if (op == 1) {
      cin >> c;
      update(f, i, p, c);
    } else {
      cout << query(f, i, p) << endl;
    }
  }
}
可以类似的写分块套分块，就只有 O(knk)O(k\sqrt[k]{n}) 的复杂度了。常数太大可能要套 inf 层。懒得写。

区间操作

很明显可以做。只有两个块被 部分 修改了，其余打标记，所以是 O(n)O(\sqrt{n}) 的。
注意不能在块里存标记，否则复杂度会炸掉。在版本信息里存标记的复杂度才是对的。
笼统地来说，如果只需要新建 O(1)O(1) 个块，则都可以持久化。标记作为版本信息即可。

根号重构

本做法可以通过 100%100\% 的数据点，得到 8484 分。
我们可以直接记录父版本和最后一次修改。顺便的，我们记录已经修改了几次，以及初始数组的指针。
CPP
#define N 1000005
#define C 1000

struct Ver {
  int *an;
  int fa;
  int p, c;
  int cnt;
} b[N];
int a[N], v, op, p, c;

b[0] = {a, -1, 0, 0, 0}; // build
查询的时候从新到旧遍历所有修改，改过的去最新的值；否则取初始值。这样，修改的复杂度是 O(1)O(1)，查询 O(n)O(n)，空间复杂度均为 O(1)O(1)。
CPP
int query(int x) {
  b[x] = b[v];
  for (int i = x; i != -1; i = b[i].fa) // 从新到旧
    if (b[i].p == p)
      return b[i].c;
  return b[x].an[p];
}

void update_1(int x) {
  b[x] = {b[v].an, v, p, c, b[v].cnt + 1};
}
复杂度瓶颈在于，如果修改了太多次，则查询会很耗时间。因此当 cnt 大于一个定值 CC 时，可以遍历历史修改进行一次重构。重构的复杂度是 O(n+C)=O(n)O(n + C) = O(n)，均摊 O(nC)O(\frac{n}{C})，查询 O(C)O(C)。可以取 C=nC = \sqrt n。
CPP
void update(int x) {
  b[x] = {b[v].an, v, p, c, b[v].cnt + 1};
  if (b[x].cnt < C) return;
  // 重构
  b[x].an = new int[n + 1]; 
  up (i, 1, n) b[x].an[i] = b[v].an[i];
  memset(ch, 0, sizeof ch);
  for (int i = v; i != -1; i = b[i].fa)
    if (!ch[b[i].p]) {
      b[x].an[b[i].p] = b[i].c;
      ch[b[i].p] = 1;
    }
  b[x].fa = -1, b[x].cnt = 1;
}
时间复杂度最差 O(mn)O(m \sqrt n)。当然过不了。
84分代码CPP
#include <bits/stdc++.h>
#define endl '\n'
#define up(i,l,r) for(ll i=(l),E##i=(r);i<=E##i;++i)
#define dn(i,r,l) for(ll i=(r),E##i=(l);i>=E##i;--i)
using namespace std; typedef long long ll;
constexpr ll N = 5 + 1e6;

int n, m, v, op, p, c;
struct ver {
  int *an, fa, p, c, cnt;
} b[N];
int a[N];
bool ch[N];

void update(int x) {
  b[x] = {b[v].an, v, p, c, b[v].cnt + 1};
  if (b[x].cnt < 1000) return;
  b[x].an = new int[n + 1];
  up (i, 1, n) b[x].an[i] = b[v].an[i];
  memset(ch, 0, sizeof ch);
  for (int i = v; i != -1; i = b[i].fa)
    if (!ch[b[i].p]) {
      b[x].an[b[i].p] = b[i].c;
      ch[b[i].p] = 1;
    }
  b[x].fa = -1, b[x].cnt = 1;
}

int query(int x) {
  b[x] = b[v];
  for (int i = x; i != -1; i = b[i].fa)
    if (b[i].p == p)
      return b[i].c;
  return b[x].an[p];
}

int main() {
  cin >> n >> m;
  up (i, 1, n) cin >> a[i];
  b[0] = {a, -1, 0, 0, 1};
  up (i, 1, m) {
    cin >> v >> op >> p;
    if (op == 1) {
      cin >> c;
      update(i);
    } else {
      cout<<query(i)<<endl;
    }
  }
  return 0;
}
这就是常数水数据的力量。

区间操作

不好写，常数大，不建议使用。\\ 另外主包不会区间查询。
水一点字数。区间加，单点求值为例：
首先原始数组需要分块，只读就行。其他依旧。
CPP
#define N 100505 // 偷偷把数据范围改了 ^_^
#define B 350

struct ver {
  int *a;
  int fa;
  int l, r, v;
  int cnt;
} b[N];
int n, m, c, a[N], f, op, p, q, k, l[N], r[N], v[N];

b[0] = {a, p, -1, 0, 0, 0};
查询：读一下原始版本，从旧到新计算更改。
CPP
void rec(int x) {
  dn(i, b[x].cnt, 1) {
    l[i] = b[x].l;
    r[i] = b[x].r;
    v[i] = b[x].v;
    x = b[x].fa;
  }
}

void query(int x) {
  b[x] = b[fa];
  rec(x);
  int ret = b[x].an[p];
  up (i, 1, b[x].cnt) 
    if (l[i] <= p && r[i] >= p)
      ret += v[i];
  return ret;
}
重构的时候，只需要一样记录所有历史修改，把区间端点提出来，排序去重离散化，建一个数组专门记录标记，对所有历史修改从旧到新，lower_bound 找到离散化位置，暴力挨个区间标记，复杂度 n×2n=O(n)\sqrt{n}\times 2\sqrt{n}=O(n)，然后复制原数组，挨个区间进行修改（相当于 pushdown），就简简单单重构好了。没有参考代码。
CPP
int t, cr[N], co[N];

void update(int x) {
  b[x] = {b[f].a, f, p, q, k, b[f].cnt + 1};
  if (b[x].cnt < B) return;
  fill(co, co+B*3, 0);
  rec(x);
  up (i, 1, b[x].cnt) 
    cr[t++] = l[i], cr[t++] = r[i] + 1;
  sort(cr, cr+t);
  t = unique(cr, cr+t) - cr - 1;
  up (i, 1, b[x].cnt) {
    int lc = lower_bound(cr, cr+t, l[i]) - cr;
    int rc = lower_bound(cr, cr+t, r[i]+1) - cr;
    up (j, lc, rc - 1) co[i] += v[i];
  }
  b[x].a = new int[n];
  up (i, 0, t - 2) {
    up (j, cr[i], cr[i + 1] - 1)
      b[x].a[j] = b[f].a[j] * co[i];
  }
}
真没必要用了。

可持久化块状链表

参考代码（未测试）CPP
#include <bits/stdc++.h>
#define fo(i,l,r) for(ll i=(l),E##i=(r);i<=E##i;++i)
#define of(i,r,l) for(ll i=(r),E##i=(l);i>=E##i;--i)
using namespace std; typedef long long ll;
constexpr int N = 100005, B = 350, C = 355;

vector<int> e[N * 4];
int cnt = 0;

struct ver {
  int c; // block count
  int p; // prefix sum of length
  int b; // blocks
};

int get(ver v, int p) {
  auto& vp = e[v.p], vb = e[v.b];
  int bl = lower_bound(vp.begin(), vp.end(), p) - vp.begin();
  return e[vb[bl]][p - vp[bl]];
}

#define FCC \
  ver u = v; \
  auto& ub = e[u.b = cnt]; e[cnt++] = e[v.b]; \
  auto& vp = e[v.p], vb = e[v.b]; \
  int bl = lower_bound(vp.begin(), vp.end(), p) - vp.begin(); \
  auto& be = e[ub[bl] = cnt]; e[cnt++] = e[vb[bl]];

ver set(ver v, int p, int x) {
  FCC;
  be[p - vp[bl]] = x;
  return u;
}

ver ins(ver v, int p, int x) {
  FCC;
  auto& up = e[u.p = cnt]; e[cnt++] = e[v.p];
  be.insert(be.begin() + (p - vp[bl]), x);
  fo (i, bl + 1, u.c - 1) ++up[i];
  if (be.size() > B << 1) {
    ++u.c;
    ub.insert(ub.begin() + (bl + 1), cnt);
    up.insert(up.begin() + (bl + 1), up[bl] + B);
    e[++cnt] = vector<int>(be.begin() + B, be.end());
    be.erase(be.begin() + B, be.end());
  }
  return u;
}

ver del(ver v, int p) {
  FCC;
  auto& up = e[u.p = cnt]; e[cnt++] = e[v.p];
  be.erase(be.begin() + (p - vp[bl]));
  fo (i, bl + 1, u.c - 1) --up[i];
  if (be.size() < B >> 1 && bl != u.c - 1) {
    --u.c;
    be.insert(be.end(), e[ub[bl + 1]].begin(), e[ub[bl + 1]].end());
    ub.erase(ub.begin() + (bl + 1));
    up.erase(up.begin() + (bl + 1));
  }
  return u;
}

后记

唯一的作用就是好写。至于更多的用处，建议问 noip。
AI 使用说明：作者使用 DeepSeek 辅助了调试。

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