[BZOJ2038] 小Z的袜子(hose)

题目描述

Description

作为一个生活散漫的人,小Z每天早上都要耗费很久从一堆五颜六色的袜子中找出一双来穿。终于有一天,小Z再也无法忍受这恼人的找袜子过程,于是他决定听天由命……
具体来说,小Z把这N只袜子从1N编号,然后从编号LR(L 尽管小Z并不在意两只袜子是不是完整的一双,甚至不在意两只袜子是否一左一右,他却很在意袜子的颜色,毕竟穿两只不同色的袜子会很尴尬。
你的任务便是告诉小Z,他有多大的概率抽到两只颜色相同的袜子。当然,小Z希望这个概率尽量高,所以他可能会询问多个(L,R)以方便自己选择。

Input

输入文件第一行包含两个正整数N和M。N为袜子的数量,M为小Z所提的询问的数量。接下来一行包含N个正整数Ci,其中Ci表示第i只袜子的颜色,相同的颜色用相同的数字表示。再接下来M行,每行两个正整数L,R表示一个询问。

Output

包含M行,对于每个询问在一行中输出分数A/B表示从该询问的区间[L,R]中随机抽出两只袜子颜色相同的概率。若该概率为0则输出0/1,否则输出的A/B必须为最简分数。(详见样例)

Sample Input

6 4
1 2 3 3 3 2
2 6
1 3
3 5
1 6

Sample Output

2/5
0/1
1/1
4/15

【样例解释】
询问1:共C(5,2)=10种可能,其中抽出两个2有1种可能,抽出两个3有3种可能,概率为(1+3)/10=4/10=2/5。
询问2:共C(3,2)=3种可能,无法抽到颜色相同的袜子,概率为0/3=0/1。
询问3:共C(3,2)=3种可能,均为抽出两个3,概率为3/3=1/1。
注:上述C(a, b)表示组合数,组合数C(a, b)等价于在a个不同的物品中选取b个的选取方案数。
【数据规模和约定】
30%的数据中 N,M ≤ 5000;
60%的数据中 N,M ≤ 25000;
100%的数据中 N,M ≤ 50000,1 ≤ L < R ≤ N,Ci ≤ N。

题目分析:

莫队算法+概率与期望
 这里令cnt[i]=s[i] 即第i种颜色出现的个数
先不看分母,看分子:
R+1 对区间[L,R]的贡献:(cnt[i])*(cnt[i]+1)-(cnt[i])*(cnt[i]-1)=2*cnt[i]
R-1  对区间[L,R]的贡献:(cnt[i])*(cnt[i]-1)-(cnt[i]-1)*(cnt[i]-2)=2*(cnt[i]-1)
其余同理 自己推吧
最后除以每个操作对应的区间长度 即(r-l+1)*(r-l) 再根据题意判断一下格式 再开个long long 就好了

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cmath>
#include <queue>
#include <algorithm>
using namespace std;
int n,m;
struct your
{
	int x,y;
	long long ans,id;
}a[1000000];
int size;
int cmp(your j,your k)
{
	return (j.x-1)/size==(k.x-1)/size ? j.y<k.y : (j.x-1)/size<(k.x-1)/size;
}
int cmp2(your j,your k)
{
	return j.id<k.id;
}
long long gcd(long long a,long long b)
{
	return (!b)?a:gcd(b,a%b);
}
int num[500000],c[500000];
int main()
{
	scanf("%d%d",&n,&m);
	size=sqrt(n);
	for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%d",&c[i]);
	for(int i=1;i<=m;i++)
		scanf("%d%d",&a[i].x,&a[i].y),a[i].id=i;
	int l=1,r=0,sum=0;
	sort(a+1,a+m+1,cmp);
	for(int i=1;i<=m;i++)
	{
		while(l<a[i].x)
		{
			sum-=2*(num[c[l]]-1),num[c[l]]--;
			l++;
		}
		while(l>a[i].x)
		{
			l--;
			sum+=2*num[c[l]],num[c[l]]++;
		}
		while(r>a[i].y)
		{
			sum-=2*(num[c[r]]-1),num[c[r]]--;
			r--;
		}
		while(r<a[i].y)
		{
 			r++;
			sum+=2*num[c[r]],num[c[r]]++;		
		}
		a[i].ans=sum;
	}
	sort(a+1,a+m+1,cmp2);
	for(int i=1;i<=m;i++)
	{
		if(a[i].ans==0) printf("0/1\n");
		else 
		printf("%lld/%lld\n",a[i].ans/gcd((long long)(a[i].y-a[i].x)*(a[i].y-a[i].x+1),a[i].ans),((long long)a[i].y-a[i].x)*(a[i].y-a[i].x+1)/gcd((long long)(a[i].y-a[i].x)*(a[i].y-a[i].x+1),a[i].ans));
	}
        return 0;
}

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