ABC283-F Permutation Distance

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using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

class Program
{
    static string InputPattern = "InputX";

    static List<string> GetInputList()
    {
        var WillReturn = new List<string>();

        if (InputPattern == "Input1") {
            WillReturn.Add("4");
            WillReturn.Add("3 2 4 1");
            //2 2 3 3 
        }
        else if (InputPattern == "Input2") {
            WillReturn.Add("7");
            WillReturn.Add("1 2 3 4 5 6 7");
            //2 2 2 2 2 2 2 
        }
        else if (InputPattern == "Input3") {
            WillReturn.Add("16");
            WillReturn.Add("12 10 7 14 8 3 11 13 2 5 6 16 4 1 15 9");
            //3 3 3 5 3 4 3 3 4 2 2 4 4 4 4 7 
        }
        else {
            string wkStr;
            while ((wkStr = Console.ReadLine()) != null) WillReturn.Add(wkStr);
        }
        return WillReturn;
    }

    static long[] GetSplitArr(string pStr)
    {
        return (pStr == "" ? new string[0] : pStr.Split(' ')).Select(pX => long.Parse(pX)).ToArray();
    }

    static void Main()
    {
        List<string> InputList = GetInputList();
        long[] PArr = GetSplitArr(InputList[1]);
        long UB = PArr.GetUpperBound(0);
        long PMax = PArr.Max();

        // マンハッタン距離の最小値[点のInd]なDP表
        var DPDict = new Dictionary<long, long>();
        for (long I = 0; I <= UB; I++) {
            DPDict[I] = long.MaxValue;
        }

        var Ins_RMinQ_SegmentTree1 = new RMinQ_SegmentTree(UB, long.MaxValue);
        var Ins_RMaxQ_SegmentTree1 = new RMaxQ_SegmentTree(UB, long.MinValue);

        // 左から貰うDP
        for (long I = 0; I <= UB; I++) {
            // 左上の領域
            long CurrVal1 = PArr[I] - I;
            long LeftUpMin = Ins_RMinQ_SegmentTree1.Internal_Query(PArr[I], PMax);
            if (LeftUpMin < long.MaxValue) {
                long Kouho = Math.Abs(LeftUpMin - CurrVal1);
                DPDict[I] = Math.Min(DPDict[I], Kouho);
            }
            Ins_RMinQ_SegmentTree1[PArr[I]] = CurrVal1;

            // 左下の領域
            long CurrVal2 = PArr[I] + I;
            long LeftDownMax = Ins_RMaxQ_SegmentTree1.Internal_Query(0, PArr[I]);
            if (LeftDownMax > long.MinValue) {
                long Kouho = Math.Abs(LeftDownMax - CurrVal2);
                DPDict[I] = Math.Min(DPDict[I], Kouho);
            }
            Ins_RMaxQ_SegmentTree1[PArr[I]] = CurrVal2;
        }

        var Ins_RMinQ_SegmentTree2 = new RMinQ_SegmentTree(UB, long.MaxValue);
        var Ins_RMaxQ_SegmentTree2 = new RMaxQ_SegmentTree(UB, long.MinValue);

        // 右から貰うDP
        for (long I = UB; 0 <= I; I--) {
            // 右上の領域
            long CurrVal1 = PArr[I] + I;
            long RightUpMin = Ins_RMinQ_SegmentTree2.Internal_Query(PArr[I], PMax);
            if (RightUpMin < long.MaxValue) {
                long Kouho = Math.Abs(RightUpMin - CurrVal1);
                DPDict[I] = Math.Min(DPDict[I], Kouho);
            }
            Ins_RMinQ_SegmentTree2[PArr[I]] = CurrVal1;

            // 右下の領域
            long CurrVal2 = PArr[I] - I;
            long RightDownMax = Ins_RMaxQ_SegmentTree2.Internal_Query(0, PArr[I]);
            if (RightDownMax > long.MinValue) {
                long Kouho = Math.Abs(RightDownMax - CurrVal2);
                DPDict[I] = Math.Min(DPDict[I], Kouho);
            }
            Ins_RMaxQ_SegmentTree2[PArr[I]] = CurrVal2;
        }

        Console.WriteLine(LongEnumJoin(" ", DPDict.Values));
    }

    // セパレータとLong型の列挙を引数として、結合したstringを返す
    static string LongEnumJoin(string pSeparater, IEnumerable<long> pEnum)
    {
        string[] StrArr = Array.ConvertAll(pEnum.ToArray(), pX => pX.ToString());
        return string.Join(pSeparater, StrArr);
    }
}

#region RMinQ_SegmentTree
// SegmentTreeクラス (RMQ and 1点更新)
internal class RMinQ_SegmentTree
{
    private long[] mTreeNodeArr;
    private long UB; // 木のノードの配列のUB
    private long mLeafCnt; // 葉ノードの数
    private long mExternalArrUB;

    // ノードの添字を引数とし、範囲の開始添字と終了添字を持つ配列
    private struct RangeInfoDef
    {
        internal long StaInd;
        internal long EndInd;
    }
    private RangeInfoDef[] mRangeInfo;

    // ノードのIndexの列挙を返す
    internal IEnumerable<long> GetNodeIndEnum()
    {
        for (long I = 0; I <= mExternalArrUB; I++) {
            yield return I;
        }
    }

    // 木のノードのUBを返す
    internal long GetUB()
    {
        return mExternalArrUB;
    }

    // コンストラクタ
    internal RMinQ_SegmentTree(long pExternalArrUB, long pInitVal)
    {
        mExternalArrUB = pExternalArrUB;

        // 簡単のため、葉ノード数を2のべき乗に
        long ArrLength = 0;
        for (long I = 1; I < long.MaxValue; I *= 2) {
            ArrLength += I;
            mLeafCnt = I;

            if (pExternalArrUB + 1 < mLeafCnt) break;
        }

        // すべての値をpInitValに
        UB = ArrLength - 1;
        mTreeNodeArr = new long[UB + 1];
        for (long I = 0; I <= UB; I++) {
            mTreeNodeArr[I] = pInitVal;
        }

        // ノードの添字を引数とし、範囲の開始添字と終了添字を持つ配列の作成
        mRangeInfo = new RangeInfoDef[UB + 1];
        for (long I = 0; I <= UB; I++) {
            if (I == 0) {
                RangeInfoDef WillSet1;
                WillSet1.StaInd = 0;
                WillSet1.EndInd = mLeafCnt - 1;
                mRangeInfo[I] = WillSet1;
                continue;
            }
            long ParentNode = DeriveParentNode(I);
            RangeInfoDef ParentRangeInfo = mRangeInfo[ParentNode];

            RangeInfoDef WillSet2;
            long Mid = (ParentRangeInfo.StaInd + ParentRangeInfo.EndInd) / 2;

            if (I % 2 == 1) { // 奇数ノードの場合
                WillSet2.StaInd = ParentRangeInfo.StaInd;
                WillSet2.EndInd = Mid;
            }
            else { // 偶数ノードの場合
                WillSet2.StaInd = Mid + 1;
                WillSet2.EndInd = ParentRangeInfo.EndInd;
            }
            mRangeInfo[I] = WillSet2;
        }
    }

    // インデクサ
    internal long this[long pInd]
    {
        get { return Internal_Query(pInd, pInd); }
        set { Update(pInd, value); }
    }

    // 親ノードの添字を取得
    private long DeriveParentNode(long pTarget)
    {
        return (pTarget - 1) / 2;
    }

    // 子ノードの添字(小さいほう)を取得
    private long DeriveChildNode(long pTarget)
    {
        return pTarget * 2 + 1;
    }

    // 葉ノードの配列の添字を木の添字に変換して返す
    private long DeriveTreeNode(long pLeafArrInd)
    {
        long BaseInd = UB - mLeafCnt + 1;
        return BaseInd + pLeafArrInd;
    }

    // 葉ノードの配列のK番目の値をNewValに変更
    internal void Update(long pK, long pNewVal)
    {
        long CurrNode = DeriveTreeNode(pK);
        mTreeNodeArr[CurrNode] = pNewVal;

        // 登りながら更新
        while (CurrNode > 0) {
            CurrNode = DeriveParentNode(CurrNode);
            long ChildNode1 = DeriveChildNode(CurrNode);
            long ChildNode2 = ChildNode1 + 1;
            mTreeNodeArr[CurrNode] =
                Math.Min(mTreeNodeArr[ChildNode1], mTreeNodeArr[ChildNode2]);
        }
    }

    // 開始添字と終了添字とカレントノードを引数として、最小値を返す
    internal long Internal_Query(long pSearchStaInd, long pSearchEndInd)
    {
        return Private_Query(pSearchStaInd, pSearchEndInd, 0);
    }
    private long Private_Query(long pSearchStaInd, long pSearchEndInd, long pCurrNode)
    {
        long CurrNodeStaInd = mRangeInfo[pCurrNode].StaInd;
        long CurrNodeEndInd = mRangeInfo[pCurrNode].EndInd;

        // OverLapしてなければ、long.MaxValue
        if (CurrNodeEndInd < pSearchStaInd || pSearchEndInd < CurrNodeStaInd)
            return long.MaxValue;

        // 完全に含んでいれば、このノードの値
        if (pSearchStaInd <= CurrNodeStaInd && CurrNodeEndInd <= pSearchEndInd)
            return mTreeNodeArr[pCurrNode];

        // そうでなければ、2つの子の最小値
        long ChildNode1 = DeriveChildNode(pCurrNode);
        long ChildNode2 = ChildNode1 + 1;

        long ChildVal1 = Private_Query(pSearchStaInd, pSearchEndInd, ChildNode1);
        long ChildVal2 = Private_Query(pSearchStaInd, pSearchEndInd, ChildNode2);
        return Math.Min(ChildVal1, ChildVal2);
    }

    internal void DebugPrint()
    {
        for (long I = 0; I <= UB; I++) {
            Console.WriteLine("mTreeNodeArr[{0}] = {1}", I, mTreeNodeArr[I]);
        }
    }
}
#endregion

#region RMaxQ_SegmentTree
// SegmentTreeクラス (RMaxQ and 1点更新)
internal class RMaxQ_SegmentTree
{
    private long[] mTreeNodeArr;
    private long UB; // 木のノードの配列のUB
    private long mLeafCnt; // 葉ノードの数
    private long mExternalArrUB;

    // ノードの添字を引数とし、範囲の開始添字と終了添字を持つ配列
    private struct RangeInfoDef
    {
        internal long StaInd;
        internal long EndInd;
    }
    private RangeInfoDef[] mRangeInfo;

    // ノードのIndexの列挙を返す
    internal IEnumerable<long> GetNodeIndEnum()
    {
        for (long I = 0; I <= mExternalArrUB; I++) {
            yield return I;
        }
    }

    // 木のノードのUBを返す
    internal long GetUB()
    {
        return mExternalArrUB;
    }

    // コンストラクタ
    internal RMaxQ_SegmentTree(long pExternalArrUB, long pInitVal)
    {
        mExternalArrUB = pExternalArrUB;

        // 簡単のため、葉ノード数を2のべき乗に
        long ArrLength = 0;
        for (long I = 1; I < long.MaxValue; I *= 2) {
            ArrLength += I;
            mLeafCnt = I;

            if (pExternalArrUB + 1 < mLeafCnt) break;
        }

        // すべての値をpInitValに
        UB = ArrLength - 1;
        mTreeNodeArr = new long[UB + 1];
        for (long I = 0; I <= UB; I++) {
            mTreeNodeArr[I] = pInitVal;
        }

        // ノードの添字を引数とし、範囲の開始添字と終了添字を持つ配列の作成
        mRangeInfo = new RangeInfoDef[UB + 1];
        for (long I = 0; I <= UB; I++) {
            if (I == 0) {
                RangeInfoDef WillSet1;
                WillSet1.StaInd = 0;
                WillSet1.EndInd = mLeafCnt - 1;
                mRangeInfo[I] = WillSet1;
                continue;
            }
            long ParentNode = DeriveParentNode(I);
            RangeInfoDef ParentRangeInfo = mRangeInfo[ParentNode];

            RangeInfoDef WillSet2;
            long Mid = (ParentRangeInfo.StaInd + ParentRangeInfo.EndInd) / 2;

            if (I % 2 == 1) { // 奇数ノードの場合
                WillSet2.StaInd = ParentRangeInfo.StaInd;
                WillSet2.EndInd = Mid;
            }
            else { // 偶数ノードの場合
                WillSet2.StaInd = Mid + 1;
                WillSet2.EndInd = ParentRangeInfo.EndInd;
            }
            mRangeInfo[I] = WillSet2;
        }
    }

    // インデクサ
    internal long this[long pInd]
    {
        get { return Internal_Query(pInd, pInd); }
        set { Update(pInd, value); }
    }

    // 親ノードの添字を取得
    private long DeriveParentNode(long pTarget)
    {
        return (pTarget - 1) / 2;
    }

    // 子ノードの添字(小さいほう)を取得
    private long DeriveChildNode(long pTarget)
    {
        return pTarget * 2 + 1;
    }

    // 葉ノードの配列の添字を木の添字に変換して返す
    private long DeriveTreeNode(long pLeafArrInd)
    {
        long BaseInd = UB - mLeafCnt + 1;
        return BaseInd + pLeafArrInd;
    }

    // 葉ノードの配列のK番目の値をNewValに変更
    internal void Update(long pK, long pNewVal)
    {
        long CurrNode = DeriveTreeNode(pK);
        mTreeNodeArr[CurrNode] = pNewVal;

        // 登りながら更新
        while (CurrNode > 0) {
            CurrNode = DeriveParentNode(CurrNode);
            long ChildNode1 = DeriveChildNode(CurrNode);
            long ChildNode2 = ChildNode1 + 1;
            mTreeNodeArr[CurrNode] =
                Math.Max(mTreeNodeArr[ChildNode1], mTreeNodeArr[ChildNode2]);
        }
    }

    // 開始添字と終了添字とカレントノードを引数として、最大値を返す
    internal long Internal_Query(long pSearchStaInd, long pSearchEndInd)
    {
        return Private_Query(pSearchStaInd, pSearchEndInd, 0);
    }
    private long Private_Query(long pSearchStaInd, long pSearchEndInd, long pCurrNode)
    {
        long CurrNodeStaInd = mRangeInfo[pCurrNode].StaInd;
        long CurrNodeEndInd = mRangeInfo[pCurrNode].EndInd;

        // OverLapしてなければ、long.MinValue
        if (CurrNodeEndInd < pSearchStaInd || pSearchEndInd < CurrNodeStaInd)
            return long.MinValue;

        // 完全に含んでいれば、このノードの値
        if (pSearchStaInd <= CurrNodeStaInd && CurrNodeEndInd <= pSearchEndInd)
            return mTreeNodeArr[pCurrNode];

        // そうでなければ、2つの子の最大値
        long ChildNode1 = DeriveChildNode(pCurrNode);
        long ChildNode2 = ChildNode1 + 1;

        long ChildVal1 = Private_Query(pSearchStaInd, pSearchEndInd, ChildNode1);
        long ChildVal2 = Private_Query(pSearchStaInd, pSearchEndInd, ChildNode2);
        return Math.Max(ChildVal1, ChildVal2);
    }
}
#endregion

解説

二次元座標で
点ごとに、任意の点までのマンハッタン距離の最小値が解です。

以下のように、象限ごとに場合分けして考えて
左から右への貰うDPと
右から左への貰うDPで解いてます。

X座標の差をY座標に計上するテクを使いつつ
Y座標を添字とした、区間Minと区間Maxのセグ木を使い
貰うDPをしてます。

o    |     o
     |
  o  |  o
     |
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     |
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