典型90問 066 Various Arrays（★5）

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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("2");
            WillReturn.Add("1 2");
            WillReturn.Add("1 2");
            //0.250000000000
        }
        else if (InputPattern == "Input2") {
            WillReturn.Add("3");
            WillReturn.Add("3 3");
            WillReturn.Add("1 1");
            WillReturn.Add("4 4");
            //1.000000000000
        }
        else if (InputPattern == "Input3") {
            WillReturn.Add("10");
            WillReturn.Add("1 10");
            WillReturn.Add("38 40");
            WillReturn.Add("8 87");
            WillReturn.Add("2 9");
            WillReturn.Add("75 100");
            WillReturn.Add("45 50");
            WillReturn.Add("89 92");
            WillReturn.Add("27 77");
            WillReturn.Add("23 88");
            WillReturn.Add("62 81");
            //13.696758921226
        }
        else {
            string wkStr;
            while ((wkStr = Console.ReadLine()) != null) WillReturn.Add(wkStr);
        }
        return WillReturn;
    }

    struct LRInfoDef
    {
        internal int L;
        internal int R;
    }
    static List<LRInfoDef> mLRInfoList = new List<LRInfoDef>();

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

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

        foreach (string EachStr in InputList.Skip(1)) {
            SplitAct(EachStr);
            LRInfoDef WillAdd;
            WillAdd.L = wkArr[0];
            WillAdd.R = wkArr[1];
            mLRInfoList.Add(WillAdd);
        }

        // 個数の期待値[値]なフェニック木
        int UB = mLRInfoList.Max(pX => pX.R);
        var Ins_Fenwick_Tree = new Fenwick_Tree(UB + 1);

        double Answer = 0;
        foreach (LRInfoDef EachLRInfo in mLRInfoList) {
            double RangeLen = EachLRInfo.R - EachLRInfo.L + 1;
            for (int I = EachLRInfo.L; I <= EachLRInfo.R; I++) {
                if (I < UB) {
                    double Ex = Ins_Fenwick_Tree.GetSum(I + 1, UB, true);
                    Ex *= 1 / RangeLen;
                    Answer += Ex;
                }
            }

            for (int I = EachLRInfo.L; I <= EachLRInfo.R; I++) {
                Ins_Fenwick_Tree.Add(I, 1 / RangeLen, true);
            }
        }
        Console.WriteLine(Answer);
    }
}

#region Fenwick_Tree
// フェニック木
internal class Fenwick_Tree
{
    private double[] mBitArr;
    private int mN;

    // コンストラクタ
    internal Fenwick_Tree(int pItemCnt)
    {
        mN = pItemCnt;
        mBitArr = new double[pItemCnt + 1];
    }

    // [pSta,pEnd] のSumを返す
    internal double GetSum(int pSta, int pEnd, bool pIsZeroOrigin)
    {
        return GetSum(pEnd, pIsZeroOrigin) - GetSum(pSta - 1, pIsZeroOrigin);
    }

    // [0,pEnd] のSumを返す
    internal double GetSum(int pEnd, bool pIsZeroOrigin)
    {
        if (pIsZeroOrigin) {
            pEnd++; // 1オリジンに変更
        }

        double Sum = 0;
        while (pEnd >= 1) {
            Sum += mBitArr[pEnd];
            pEnd -= pEnd & -pEnd;
        }
        return Sum;
    }

    // [I] に Xを加算
    internal void Add(int pI, double pX, bool pIsZeroOrigin)
    {
        if (pIsZeroOrigin) {
            pI++; // 1オリジンに変更
        }

        while (pI <= mN) {
            mBitArr[pI] += pX;
            pI += pI & -pI;
        }
    }
}
#endregion

解説

個数の期待値[値]なフェニック木を経由して、
転倒数の期待値を求めてます。