【bzoj2329】[HNOI2011]括号修复

Description

一个合法的括号序列是这样定义的：
1.空串是合法的。
2.如果字符串 S 是合法的，则(S)也是合法的。
3.如果字符串 A 和 B 是合法的，则 AB 也是合法的。

现在给你一个长度为 N 的由‘(‘和‘)’组成的字符串，位置标号从 1 到 N。对这个字符串有下列四种操作：

Replace a b c：将[a,b]之间的所有括号改成 c。例如：假设原来的字符串为：))())())(，那么执行操作 Replace 2 7 ( 后原来的字符串变为：)(((((()(。

Swap a b：将[a,b]之间的字符串翻转。例如：假设原来的字符串为：))())())(，那么执行操作 Swap 3 5 后原来的字符串变为：))))(())(。

Invert a b：将[a,b]之间的‘(’变成‘)’,‘)’变成‘(’。例如：假设原来的字符串为：))())())(，那么执行操作 Invert 4 8 后原来的字符串变为：))((()(((。

Query a b：询问[a,b]之间的字符串至少要改变多少位才能变成合法的括号序列。改变某位是指将该位的‘(’变成‘)’或‘)’变成‘(’。注意执行操作 Query 并不改变当前的括号序列。例如：假设原来的字符串为：))())())(，那么执行操作 Query 3 6的结果为 2，因为要将位置 5 的‘)’变成‘(’并将位置 6 的‘(’变成‘)’。

Input

从文件input.txt中读入数据，输入文件的第一行是用空格隔开的两个正整数N和M，分别表示字符串的长度和将执行的操作个数。第二行是长度为N的初始字符串S。接下来的M行是将依次执行的M个操作，其中操作名与操作数之间以及相邻操作数之间均用空格隔开。30%的数据满足N,M≤3000。100%的数据满足N,M≤100000。

Output

输出文件 output.txt 包含 T 行，其中 T 是输入的将执行的 M 个操作中 Query 操作出现的次数。Query 操作的每次出现依次对应输出文件中的一行，该行只有一个非负整数，表示执行对应 Query 操作的结果，即：所指字符串至少要改变多少位才能变成合法的括号序列。输入数据保证问题有解。

Sample Input

4 5
((((
Replace 1 2 )
Query 1 2
Swap 2 3
Invert 3 4
Query 1 4

Sample Output

1
2

题解

能够1A这题还是很开心的，虽然我写了一个早上。
传送门：http://www.cnblogs.com/oldmanren/archive/2011/11/24/2262178.html一个写得十分清楚的题解。
简单来说Replace，Swap和Invert都是经典的splay操作。而Query可以转换为区间左起最小值和右起最大值的查询。
但是标记的下传也并没有那么麻烦。考虑对一段区间进行Replace操作，那么之前这段区间上的Swap和Invert操作的标记都会失效，我们可以直接将它们清零。那么对于一个节点上的标记，Replace操作的标记必然是最先操作的，那么首先将它下传，然后Swap操作的标记和Invert操作的标记就可以任意顺序下传了。
（发现我的程序还是算蛮短的233）

#include
using namespace std;

const int N = 100000 + 10;

inline int read(){
    int x = 0, f = 1; char c = getchar();
    while(!isdigit(c)) { if(c == '-') f = -1; c = getchar(); }
    while(isdigit(c)) { x = x * 10 + c - '0'; c = getchar(); }
    return x * f;
}
int n, m;

struct Splay{
    int num, sum, _cov, _flip, _rev, siz;
    int lmx, lmn, rmx, rmn;
    Splay *fa, *ch[2];

    int d(){return fa->ch[1] == this;}
    void sc(Splay *a, int d){(ch[d] = a)->fa = this;}

    void cov(int x){
        sum = x * siz;
        num = x;
        if(x == 1)
            lmx = rmx = sum, lmn = rmn = 0;
        else
            lmn = rmn = sum, lmx = rmx = 0;
        _cov = x;
        _rev = _flip = 0;
    }
    void rev(){
        swap(lmx, rmx); swap(lmn, rmn);
        swap(ch[0], ch[1]);
        _rev ^= 1;
    }
    void flip(){
        sum *= -1;
        num *= -1;
        swap(lmx, lmn); swap(rmx, rmn);
        lmx *= -1, lmn *= -1, rmx *= -1, rmn *= -1;
        _flip ^= 1;
    }

    void pup();
    void pdw();
    Splay();
} nil[N], *rt;
Splay :: Splay(){fa = ch[0] = ch[1] = nil;}

void Splay :: pup(){
    siz = ch[0]->siz + ch[1]->siz + 1;
    sum = ch[0]->sum + ch[1]->sum + num;
    lmx = max(ch[0]->lmx, ch[0]->sum + num + ch[1]->lmx);
    lmn = min(ch[0]->lmn, ch[0]->sum + num + ch[1]->lmn);
    rmx = max(ch[1]->rmx, ch[1]->sum + num + ch[0]->rmx);
    rmn = min(ch[1]->rmn, ch[1]->sum + num + ch[0]->rmn);
}

void Splay :: pdw(){
    if(_cov){
        ch[0]->cov(_cov), ch[1]->cov(_cov);
        _cov = 0;
    }
    if(_flip){
        ch[0]->flip(), ch[1]->flip();
        _flip = 0;
    }
    if(_rev){
        ch[0]->rev(), ch[1]->rev();
        _rev = 0;
    }
}

void rotate(Splay *x, Splay *&k){
    int d = x->d();
    Splay *p = x->fa;
    p->sc(x->ch[!d], d);
    if(p == k){
        x->fa = k->fa;
        k = x;
    }
    else p->fa->sc(x, p->d());
    x->sc(p, !d);
    p->pup(); x->pup();
}

void splay(Splay *x, Splay *&k){
    for(Splay *y; x != k;){
        if((y = x->fa) != k) y->fa->pdw();
        y->pdw(); x->pdw();
        if(y != k) (x->d() ^ y->d()) ? rotate(x, k) : rotate(y, k);
        rotate(x, k);
    }
}

Splay* select(int k){
    Splay *p = rt;
    while(true){
        p->pdw();
        int t = p->ch[0]->siz;
        if(k <= t) p = p->ch[0];
        else if(k > t + 1){
            k -= t + 1; p = p->ch[1];
        }
        else break;
    }
    return p;
}

void init(){
    char s[N];
    n = read(); m = read();
    scanf("%s", s);
    nil[1].sum = 0, nil[1].siz = 1;
    rt = nil + 1;
    for(int i = 0; i < n; i++){
        nil[2+i].siz = 1;
        nil[2+i].cov((s[i] == '(') ? 1 : -1);
        rt->sc(nil+(2+i), 1);
        splay(nil+(2+i), rt);
    }
    nil[2+n].sum = 0, nil[2+n].siz = 1;
    rt->sc(nil+(2+n), 1);
    splay(nil+(2+n), rt);
}

void work(){
    char s[N];
    Splay *u, *v;
    int x, y;
    while(m--){
        scanf("%s", s);
        x = read(); y = read();
        u = select(x); splay(u, rt);
        u = select(y+2); splay(u, rt->ch[1]);
        v = rt->ch[1]->ch[0];
        switch(s[0]){
            case 'R': scanf("%s", s); v->cov((s[0] == '(') ? 1 : -1); break;
            case 'S': v->rev(); break;
            case 'I': v->flip(); break;
            case 'Q': printf("%d\n", (abs(v->lmn)+1) / 2 + (abs(v->rmx)+1) / 2); break;
        }
    }
}

int main(){
    init();
    work();
    return 0;
}