zoj 3813 Alternating Sum(线段树)

题目链接：zoj 3813 Alternating Sum

题目大意：给定一个P，S是以P为循环的无限串，定义G(i,j)，现在有两种操作：

• 1 x d；将P中x的位置变为d
• 2 l r：查询S中l-r之间所有的G(i, j)的和

解题思路：线段树的区间查询点修改。
根据G(i,j)的公式可以推导出：每次查询l~r这段区间的答案为：

• 奇数：sl∗len+sl+2∗(len−2)+sl+4∗(len−4)+⋯+sr∗1
• 偶数：sl∗len+sl+2∗(len−2)+sl+4∗(len−4)+⋯+sr−1∗2
  于是对2倍的P建立线段树（统一奇偶操作），因为对两倍的P建树，所以修改的时候要修改两个位置。
  每个节点维护4个值:
• sum[0]；区间内与l奇偶相同的位置上数的总和
• sum[1]：区间内与l奇偶不同的位置上数的总和
• ans[0]：查询区间l~r时的答案

• ans[1]：查询区间l+1~r时的答案（这里的r是相对的，根据l的奇偶性）

  区间合并时，根据左孩子的长度来决定合并操作，合并时需要考虑因为长度增加导致左孩子答案计算中的系数变化，需要乘上右孩子的区间长度，提取公因子后其实就是事先维护的sum。
  查询时，根据查询的区间大小，如果小于2P，直接插叙即可。大于2P的时候，即要将整段差分成pre，mid，suf三段处理，然后用区间合并的方式合并，注意mid是n倍的2P，在P长度比较短的情况下，n会很大，所以不能遍历计算，要推成等差数列求和，并且注意乘法爆long long。

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>

using namespace std;
#define lson(x) ((x)<<1)
#define rson(x) (((x)<<1)+1)
typedef long long ll;
const int maxn = 200005;
const ll mod = 1e9+7;

struct Node {
    int l, r;
    ll sum[2], ans[2];
}nd[maxn*4];

int N, M;
char str[maxn];

void pushup(int u);
Node query(int u, int x, int y);
void modify (int u, int x, int v);
void build_segTree(int u, int l, int r);

inline ll cal(ll n) {
    if (n&1)
        return ((n-1) / 2 % mod) * (n % mod) % mod;
    else
        return (n / 2 % mod) * ((n-1) % mod) % mod;
}

void init () {
    scanf("%s", str);
    N = strlen(str);
    M = 2 * N;
    build_segTree(1, 1, M);
}

int solve (ll x, ll y) {
    ll p = (x-1) / M, q = (y-1) / M;

    if (p != q) {
        int d = (x % 2) ^ 1;
        ll n = (q - p - 1) % mod;

        Node pre = query(1, (x-1) % M + 1, M);
        Node mid = query(1, 1, M);
        Node suf = query(1, 1, (y-1) % M + 1);

        // pre;
        ll ret = (pre.ans[0] + pre.sum[0] * (n * M % mod)) % mod;
        ll s = (pre.sum[0] + mid.sum[d] * n) % mod;

        // mid;
        ret = (ret + mid.ans[d] * n) % mod;
        //ret = (ret + (mid.sum[d] * (((n&1) ? ((n-1)/2)%mod*n : (n/2)%mod*(n-1))%mod)) * M)  % mod;
        ret = (ret + (mid.sum[d] * cal(n) % mod) * M)  % mod;

        // suf;
        ret = (ret + s * (suf.r - suf.l + 1) + suf.ans[d]) % mod;
        return ret;
    } else
        return query(1, (x-1) % M + 1, (y-1) % M + 1).ans[0];
}

int main () {
    int cas, n, k;
    ll x, y;

    scanf("%d", &cas);
    while (cas--) {
        init();

        scanf("%d", &n);
        while (n--) {
            scanf("%d%lld%lld", &k, &x, &y);

            if (k == 1) {
                modify(1, x, y);
                modify(1, x + N, y);
            } else
                printf("%d\n", solve(x, y));
        }
    }
    return 0;
}

void pushup (int u) {
    int d = (nd[lson(u)].r - nd[lson(u)].l + 1) & 1;
    int L = (nd[rson(u)].r - nd[rson(u)].l + 1) % mod;

    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        nd[u].sum[i] = (nd[lson(u)].sum[i] + nd[rson(u)].sum[i^d]) % mod;
        nd[u].ans[i] = (nd[lson(u)].ans[i] + nd[lson(u)].sum[i] * L % mod + nd[rson(u)].ans[i^d]) % mod;
    }
}

Node query(int u, int l, int r) {
    if (l == nd[u].l && nd[u].r == r)
        return nd[u];

    int mid = (nd[u].l + nd[u].r) / 2;
    if (l > mid)
        return query(rson(u), l, r);
    else if (r <= mid)
        return query(lson(u), l, r);
    else {
        Node ret;
        ret.l = l; ret.r = r;

        Node lc = query(lson(u), l, mid);
        Node rc = query(rson(u), mid + 1, r);

        int d = (lc.r - lc.l + 1) & 1;
        int L = (rc.r - rc.l + 1) % mod;

        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            ret.sum[i] = (lc.sum[i] + rc.sum[i^d]) % mod;
            ret.ans[i] = (lc.ans[i] + lc.sum[i] * L % mod + rc.ans[i^d]) % mod;
        }

        return ret;
    }
}

void modify (int u, int x, int v) {
    if (nd[u].l == nd[u].r) {
        nd[u].sum[0] = nd[u].ans[0] = v;
        nd[u].sum[1] = nd[u].ans[1] = 0;
        return;
    }

    int mid = (nd[u].l + nd[u].r) / 2;
    if (x <= mid)
        modify(lson(u), x, v);
    if (x > mid)
        modify(rson(u), x, v);
    pushup(u);
}

void build_segTree(int u, int l, int r) {
    nd[u].l = l; nd[u].r = r;

    if (l == r) {
        int v = str[(l-1)%N] - '0';
        nd[u].sum[0] = nd[u].ans[0] = v;
        nd[u].sum[1] = nd[u].ans[1] = 0;
        return ;
    }

    int mid = (l + r) / 2;
    build_segTree(lson(u), l, mid);
    build_segTree(rson(u), mid + 1, r);
    pushup(u);
}