Luog5142区间方差

区间方差

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线段树大水题(确信)
这道题没有区间修改,所以我们不用写懒标记 所以出题人听我说谢谢你,想写懒标记的去这道题

方差公式为:
d = ∑ i = 1 n ( a i − a ‾ ) 2 n d=\frac{\sum\limits_{i=1}^{n}(a_i-\overline{a})^2}{n} d=ni=1n(aia)2

修改 a i a_i ai 不会对 n n n 产生影响,所以我们暂时不用考虑 n n n ,考虑上半部分。
把上半部分展开,可得:
∑ i = 1 n a i 2 − 2 n a ‾ ∑ i = 1 n a i + n a ‾ 2 \sum\limits_{i=1}^n {a_i}^2 -2n\overline{a}\sum\limits_{i=1}^n a_{i}+n{\overline{a}}^2 i=1nai22nai=1nai+na2

第一项求出区间平方和即可,第二项和第三项求出区间和即可。
a ‾ \overline{a} a 的求法:
a ‾ = 1 n ∑ i = 1 n a i \overline{a}=\frac{1}{n}\sum\limits_{i=1}^n a_i a=n1i=1nai
求出区间和后即可直接求出 a ‾ \overline{a} a
除法可以通过乘法逆元来处理。
所以我们需要维护两个标记,区间和,区间平方和。

代码:

#include
#include
#include
#include
typedef long long LL;
typedef unsigned long long ULL;
namespace FastIo{
    typedef __uint128_t ULLL;
    static char buf[100000],*p1=buf,*p2=buf,fw[100000],*pw=fw;
    #define gc p1==p2&&(p2=(p1=buf)+fread(buf,1,100000,stdin),p1==p2)?EOF:*p1++
    inline void pc(const char &ch){
    	if(pw-fw==100000)fwrite(fw,1,100000,stdout),pw=fw;
    	*pw++=ch;
	}
    #define fsh fwrite(fw,1,pw-fw,stdout),pw=fw
	struct FastMod{
        FastMod(ULL b):b(b),m(ULL((ULLL(1)<<64)/b)){}
        ULL reduce(ULL a){
            ULL q=(ULL)((ULLL(m)*a)>>64);
            ULL r=a-q*b;
            return r>=b?r-b:r;
        }
        ULL b,m;
    }HPOP(10);
    struct QIO{
    	char ch;
    	int st[40];
    	template<class T>inline T read(T &x){
    		x=0,ch=gc;
    		while(!isdigit(ch))ch=gc;
    		while(isdigit(ch)){x=(x<<3)+(x<<1)+(ch^48);ch=gc;}
    		return x;
		}
		template<class T>inline void write(T a){
			do{st[++st[0]]=HPOP.reduce(a);a/=10;}while(a);
			while(st[0])pc(st[st[0]--]^48);
			pc('\n');
		}
	}qrw;
}
using namespace FastIo;
#define ls(rt) rt<<1
#define rs(rt) rt<<1|1
#define mid (l+r>>1)
#define lson l,mid,ls(rt)
#define rson mid+1,r,rs(rt)
const int mod=1e9+7,NUMBER1=1e5;
template<class T>inline T square(const T &a){return a*a;}
inline LL quick_mod(LL a){
	LL ans(1),b=mod-2;
	while(b){
		if(b&1)ans=ans*a%mod;
		a=square(a)%mod,b>>=1;
	}
	return ans;
}
struct SEG{
	LL sum,squ;
	SEG(LL sum=0,LL squ=0):sum(sum),squ(squ){}
	SEG operator+(const SEG &A)const{
		SEG ret;
		ret.squ=((LL)squ+A.squ)%mod,ret.sum=((LL)sum+A.sum)%mod;
		return ret; 
	}
}tr[(NUMBER1<<2)+5];
struct Segment{
	inline void push_up(const int &rt){
		tr[rt].sum=((LL)tr[ls(rt)].sum+tr[rs(rt)].sum)%mod;
		tr[rt].squ=((LL)tr[ls(rt)].squ+tr[rs(rt)].squ)%mod;
	}
	void build(int l,int r,int rt){
		if(l==r)return tr[rt].squ=square(qrw.read(tr[rt].sum))%mod,void(0);
		build(lson);build(rson);push_up(rt);
	}
	void update(int l,int r,int rt,int p,LL k){
		if(l==r)return tr[rt].sum=k%mod,tr[rt].squ=square(k)%mod,void(0);
		if(p<=mid)update(lson,p,k);
		else update(rson,p,k);
		push_up(rt);
	}
	SEG query(int l,int r,int rt,int x,int y){
		if(x<=l&&r<=y)return tr[rt];
		SEG res;
		if(x<=mid)res=res+query(lson,x,y);
		if(mid<y)res=res+query(rson,x,y);
		return res;
	}
}seg;
signed main(){
	int n,m;
	SEG k;
	qrw.read(n);
	qrw.read(m);
	seg.build(1,n,1);
	for(LL c,x,y,average,ans;m;--m){
		qrw.read(c);
		qrw.read(x);
		qrw.read(y);
		if(c==1)seg.update(1,n,1,x,y);
		else{
			k=seg.query(1,n,1,x,y);
			c=quick_mod(y-x+1);
			average=c*k.sum%mod;
			ans=k.squ*c%mod-square((LL)average)%mod;
			qrw.write((ans%mod+mod)%mod);
		}
	}
	fsh;
    exit(0);
    return 0;
}

后记:

一定要记得开 long long 。一开始我认为开 int ,相加取模时强制转为 long long 即可,结果调了我几个小时。如果你有仔细看我代码,你会发现我基本上都是后面才开了 long long 的,之前用 int 强制转为 long long 的影子还存在着(懒得删了)。

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