ABC307-D Mismatched Parentheses

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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("8");
            WillReturn.Add("a(b(d))c");
            //ac
        }
        else if (InputPattern == "Input2") {
            WillReturn.Add("5");
            WillReturn.Add("a(b)(");
            //a(
        }
        else if (InputPattern == "Input3") {
            WillReturn.Add("2");
            WillReturn.Add("()");
            //
        }
        else if (InputPattern == "Input4") {
            WillReturn.Add("6");
            WillReturn.Add(")))(((");
            //)))(((
        }
        else {
            string wkStr;
            while ((wkStr = Console.ReadLine()) != null) WillReturn.Add(wkStr);
        }
        return WillReturn;
    }

    struct PairInfoDef
    {
        internal int StaInd;
        internal int EndInd;
    }
    static List<PairInfoDef> mPairInfoList = new List<PairInfoDef>();

    static void Main()
    {
        List<string> InputList = GetInputList();
        string S = InputList[1];

        var Stk = new Stack<int>();

        for (int I = 0; I <= S.Length - 1; I++) {
            if (S[I] == '(') {
                Stk.Push(I);
            }
            if (S[I] == ')') {
                if (Stk.Count > 0) {
                    int StaInd = Stk.Pop();
                    PairInfoDef WillAdd;
                    WillAdd.StaInd = StaInd;
                    WillAdd.EndInd = I;
                    mPairInfoList.Add(WillAdd);
                }
            }
        }

        //foreach (PairInfoDef EachPointInfo in mPairInfoList) {
        //    Console.WriteLine("[{0},{1}]が消去", EachPointInfo.StaInd, EachPointInfo.EndInd);
        //}

        var InsLazySegmentTree = new LazySegmentTree(S.Length);

        foreach (PairInfoDef EachPointInfo in mPairInfoList) {
            int StaInd = EachPointInfo.StaInd;
            int EndInd = EachPointInfo.EndInd;

            InsLazySegmentTree.Internal_RangeAdd(StaInd, EndInd, 1);
        }

        var sb = new System.Text.StringBuilder();
        for (int I = 0; I <= S.Length - 1; I++) {
            if (InsLazySegmentTree.Internal_Query(I, I) == 0) {
                sb.Append(S[I]);
            }
        }
        Console.WriteLine(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[] 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;

    // コンストラクタ
    internal LazySegmentTree(long pLeafCnt)
    {
        // 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 (pLeafCnt < mLeafCnt) break;
        }

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

        // 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;
        }
    }

    // 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;
    }

    // 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

a(b(d))c
で考えます。
文字列を順に走査しつつ、
(を発見したら、スタックにStaIndを保存します。
)を発見したら、スタックが空でなければ、Popし、StaIndとEndIndのペアをペアListに保存します。

最後に、ペアListを走査し、
遅延セグ木で、区間に1を加算します。

そして、
遅延セグ木で、0になってる箇所が消えてない文字になります。