典型90問 064 Uplift（★3）

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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("3 3");
            WillReturn.Add("1 2 3");
            WillReturn.Add("2 3 1");
            WillReturn.Add("1 2 -1");
            WillReturn.Add("1 3 2");
            //3
            //4
            //4
        }
        else if (InputPattern == "Input2") {
            WillReturn.Add("20 10");
            WillReturn.Add("61 51 92 -100 -89 -65 -89 -64 -74 7 87 -2 51 -39 -50 63 -23 36 74 37");
            WillReturn.Add("2 2 -45");
            WillReturn.Add("6 19 82");
            WillReturn.Add("2 9 36");
            WillReturn.Add("7 13 71");
            WillReturn.Add("16 20 90");
            WillReturn.Add("18 20 -24");
            WillReturn.Add("14 17 -78");
            WillReturn.Add("10 11 -55");
            WillReturn.Add("7 19 -26");
            WillReturn.Add("20 20 -7");
            //1164
            //1328
            //1256
            //1350
            //1440
            //1416
            //1572
            //1482
            //1430
            //1437
        }
        else {
            string wkStr;
            while ((wkStr = Console.ReadLine()) != null) WillReturn.Add(wkStr);
        }
        return WillReturn;
    }

    static void Main()
    {
        List<string> InputList = GetInputList();

        long[] AArr = InputList[1].Split(' ').Select(pX => long.Parse(pX)).ToArray();
        long UB = AArr.GetUpperBound(0);

        long[] wkArr = { };
        Action<string> SplitAct = pStr =>
            wkArr = pStr.Split(' ').Select(pX => long.Parse(pX)).ToArray();

        long SumVal = 0;
        for (long I = 1; I <= UB; I++) {
            SumVal += Math.Abs(AArr[I - 1] - AArr[I]);
        }

        var InsLazySegmentTree = new LazySegmentTree(AArr);

        var sb = new System.Text.StringBuilder();
        foreach (string EachStr in InputList.Skip(2)) {
            SplitAct(EachStr);
            long L = wkArr[0] - 1;
            long R = wkArr[1] - 1;
            long V = wkArr[2];

            if (0 <= L - 1) {
                long Val1 = InsLazySegmentTree[L - 1];
                long Val2 = InsLazySegmentTree[L];
                SumVal -= Math.Abs(Val1 - Val2);

                Val2 += V;
                SumVal += Math.Abs(Val1 - Val2);
            }
            if (R + 1 <= UB) {
                long Val1 = InsLazySegmentTree[R + 1];
                long Val2 = InsLazySegmentTree[R];
                SumVal -= Math.Abs(Val1 - Val2);

                Val2 += V;
                SumVal += Math.Abs(Val1 - Val2);
            }
            InsLazySegmentTree.Internal_RangeAdd(L, R, V);
            sb.Append(SumVal);
            sb.AppendLine();
        }
        Console.Write(sb.ToString());
    }
}

#region LazySegmentTree
// LazySegmentTreeクラス (RSQ and RAQ)
internal class LazySegmentTree
{
    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;

    private long[] mLazyArr; // 遅延配列

    // 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;
    }

    // コンストラクタその1
    // 引数 外部IndのUB
    internal LazySegmentTree(long pExternalArrUB)
    {
        mExternalArrUB = pExternalArrUB;

        ConstructorTreeInit();
    }

    // コンストラクタその2
    // 引数 初期化用の配列
    internal LazySegmentTree(long[] pInitArr)
    {
        mExternalArrUB = pInitArr.GetUpperBound(0);

        ConstructorTreeInit();

        for (long I = 0; I <= pInitArr.GetUpperBound(0); I++) {
            long TreeNode = DeriveTreeNode(I);
            mTreeNodeArr[TreeNode] = pInitArr[I];
        }

        // 木DPの要領で、葉から根に伝播
        ExecTreeDP();
    }

    // コンストラクタその3
    // 引数 初期化用のList
    internal LazySegmentTree(List<long> pInitList)
    {
        mExternalArrUB = pInitList.Count - 1;

        ConstructorTreeInit();

        for (long I = 0; I <= pInitList.Count - 1; I++) {
            long TreeNode = DeriveTreeNode(I);
            mTreeNodeArr[TreeNode] = pInitList[(int)I];
        }

        // 木DPの要領で、葉から根に伝播
        ExecTreeDP();
    }

    // コンストラクタのヘルパメソッド(木の初期化)
    private void ConstructorTreeInit()
    {
        // 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 (mExternalArrUB + 1 < mLeafCnt) break;
        }

        UB = ArrLength - 1;
        mTreeNodeArr = new long[UB + 1];

        // 遅延配列を初期化
        mLazyArr = new long[UB + 1];

        // 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;
        }
    }

    // 木DPの要領で、葉から根に伝播
    private void ExecTreeDP()
    {
        for (long I = UB; 0 < I; I--) {
            long SendNode = DeriveParentNode(I);
            mTreeNodeArr[SendNode] += mTreeNodeArr[I];
        }
    }

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

    // 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;
    }

    // 開始添字と終了添字とカレントノードを引数として、区間加算を行う
    internal void Internal_RangeAdd(long pSearchStaInd, long pSearchEndInd, long pAddVal)
    {
        Private_RangeAdd(pSearchStaInd, pSearchEndInd, pAddVal, 0);
    }
    private void Private_RangeAdd(long pSearchStaInd, long pSearchEndInd, long pAddVal, long pCurrNode)
    {
        // カレントノードの遅延評価を行う
        LazyEval(pCurrNode);

        long CurrNodeStaInd = mRangeInfo[pCurrNode].StaInd;
        long CurrNodeEndInd = mRangeInfo[pCurrNode].EndInd;

        // OverLapしてなければ、何もしない
        if (CurrNodeEndInd < pSearchStaInd || pSearchEndInd < CurrNodeStaInd)
            return;

        // 完全に含んでいれば、遅延配列に値を入れた後に評価
        if (pSearchStaInd <= CurrNodeStaInd && CurrNodeEndInd <= pSearchEndInd) {
            mLazyArr[pCurrNode] += pAddVal * (CurrNodeEndInd - CurrNodeStaInd + 1);
            LazyEval(pCurrNode);
            return;
        }

        // そうでなければ、2つの区間に再帰呼出し
        long ChildNode1 = DeriveChildNode(pCurrNode);
        long ChildNode2 = ChildNode1 + 1;

        Private_RangeAdd(pSearchStaInd, pSearchEndInd, pAddVal, ChildNode1);
        Private_RangeAdd(pSearchStaInd, pSearchEndInd, pAddVal, ChildNode2);
        mTreeNodeArr[pCurrNode] = 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、Sum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)
    {
        // 該当ノードを遅延評価する
        LazyEval(pCurrNode);

        long CurrNodeStaInd = mRangeInfo[pCurrNode].StaInd;
        long CurrNodeEndInd = mRangeInfo[pCurrNode].EndInd;

        // OverLapしてなければ、0
        if (CurrNodeEndInd < pSearchStaInd || pSearchEndInd < CurrNodeStaInd)
            return 0;

        // 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Sum
        long ChildNode1 = DeriveChildNode(pCurrNode);
        long ChildNode2 = ChildNode1 + 1;

        long ChildVal1 = Private_Query(pSearchStaInd, pSearchEndInd, ChildNode1);
        long ChildVal2 = Private_Query(pSearchStaInd, pSearchEndInd, ChildNode2);
        return ChildVal1 + ChildVal2;
    }

    // カレントノードを引数として、遅延評価を行う
    private void LazyEval(long pCurrNode)
    {
        // 遅延配列が0なら何もしない
        if (mLazyArr[pCurrNode] == 0) return;

        // 遅延配列の値を設定する
        mTreeNodeArr[pCurrNode] += mLazyArr[pCurrNode];

        long ChildNode1 = DeriveChildNode(pCurrNode);
        long ChildNode2 = ChildNode1 + 1;

        if (ChildNode1 <= UB) mLazyArr[ChildNode1] += mLazyArr[pCurrNode] / 2;
        if (ChildNode2 <= UB) mLazyArr[ChildNode2] += mLazyArr[pCurrNode] / 2;

        // 伝播が終わったので、自ノードの遅延配列を空にする
        mLazyArr[pCurrNode] = 0;
    }

    internal void DebugPrint()
    {
        for (int I = 0; I <= UB; I++) {
            if (mLazyArr[I] > 0) {
                Console.WriteLine("mTreeNodeArr[{0}] = {1} , mLazyArr[{0}] = {2}",
                    I, mTreeNodeArr[I], mLazyArr[I]);
            }
            else {
                Console.WriteLine("mTreeNodeArr[{0}] = {1}", I, mTreeNodeArr[I]);
            }
        }
    }
}
#endregion

解説

「RSQ and RAQ」な遅延セグ木で区間更新してます。