test/aoj/itp2-3-b.2.test.cpp

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• Problem: https://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=ITP2_3_B

Depends on

• モノイドの定義 (src/algebra/monoid.hpp)
• セグメント木 (src/data_structures/segtree.hpp)

Code

#define PROBLEM "https://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=ITP2_3_B"

#include <iostream>
#include <vector>

#include "../../src/data_structures/segtree.hpp"

// 最小値と最大値の組 {min, max} を 1 本のセグメント木で持つ
int main() {
    int n;
    std::cin >> n;
    using M = monoid::MinMax<long long>;
    std::vector<M::S> a(n);
    for (auto& [mn, mx] : a) {
        std::cin >> mn;
        mx = mn;
    }
    SegTree<M> seg(a);
    int q;
    std::cin >> q;
    while (q--) {
        int com, b, e;
        std::cin >> com >> b >> e;
        auto [mn, mx] = seg.prod(b, e);
        std::cout << (com == 0 ? mn : mx) << '\n';
    }
}

#line 1 "test/aoj/itp2-3-b.2.test.cpp"
#define PROBLEM "https://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=ITP2_3_B"

#include <iostream>
#include <vector>

#line 2 "src/data_structures/segtree.hpp"

/**
 * @file segtree.hpp
 * @brief セグメント木
 */

#include <cassert>
#include <functional>
#include <ostream>
#include <utility>
#line 2 "src/algebra/monoid.hpp"

/**
 * @file monoid.hpp
 * @brief モノイドの定義
 *
 * モノイドは次のメンバを持つ型として表す
 * - using S: 要素の型
 * - S op(const S& a, const S& b): 積 (結合的)
 * - S e(): 単位元
 * op, e は static でも非 static でもよい (データ構造はモノイドのオブジェクトを保持して呼び出す)
 */

#include <algorithm>
#include <istream>
#include <limits>
#include <numeric>
#line 19 "src/algebra/monoid.hpp"
#include <type_traits>
#line 21 "src/algebra/monoid.hpp"

/**
 * @brief 1次関数 f(x) = a * x + b
 *
 * monoid::Composite の要素や acted_monoid::AffineSum の作用素に使う
 * 例: Affine<mint> f{2, 3}; f(x) は 2x + 3。省略すると恒等写像 {1, 0}
 */
template <typename T>
struct Affine {
    T a = T(1);  //!< 傾き
    T b = T(0);  //!< 切片
    constexpr T operator()(const T& x) const { return a * x + b; }
    friend constexpr bool operator==(const Affine& f, const Affine& g) { return f.a == g.a && f.b == g.b; }
    friend constexpr bool operator!=(const Affine& f, const Affine& g) { return !(f == g); }
    template <class CharT, class Traits>
    friend std::basic_istream<CharT, Traits>& operator>>(std::basic_istream<CharT, Traits>& is, Affine& f) {
        return is >> f.a >> f.b;
    }
    template <class CharT, class Traits>
    friend std::basic_ostream<CharT, Traits>& operator<<(std::basic_ostream<CharT, Traits>& os, const Affine& f) {
        return os << f.a << CharT(' ') << f.b;
    }
};

namespace monoid {

/**
 * @brief 和
 */
template <typename T>
struct Sum {
    using S = T;
    static constexpr S op(const S& a, const S& b) { return a + b; }
    static constexpr S e() { return S(0); }
};

/**
 * @brief 積
 */
template <typename T>
struct Prod {
    using S = T;
    static constexpr S op(const S& a, const S& b) { return a * b; }
    static constexpr S e() { return S(1); }
};

/**
 * @brief 最大値 単位元は型の最小値
 */
template <typename T>
struct Max {
    using S = T;
    static constexpr S op(const S& a, const S& b) { return std::max(a, b); }
    static constexpr S e() { return std::numeric_limits<S>::lowest(); }
};

/**
 * @brief 最小値 単位元は型の最大値
 */
template <typename T>
struct Min {
    using S = T;
    static constexpr S op(const S& a, const S& b) { return std::min(a, b); }
    static constexpr S e() { return std::numeric_limits<S>::max(); }
};

/**
 * @brief 最小値と最大値の組 {min, max}
 */
template <typename T>
struct MinMax {
    using S = std::pair<T, T>;
    static constexpr S op(const S& a, const S& b) { return {std::min(a.first, b.first), std::max(a.second, b.second)}; }
    static constexpr S e() { return {std::numeric_limits<T>::max(), std::numeric_limits<T>::lowest()}; }
};

/**
 * @brief 排他的論理和
 */
template <typename T>
struct Xor {
    using S = T;
    static constexpr S op(const S& a, const S& b) { return a ^ b; }
    static constexpr S e() { return S(0); }
};

/**
 * @brief 論理積
 */
template <typename T>
struct And {
    using S = T;
    static constexpr S op(const S& a, const S& b) { return a & b; }
    static constexpr S e() { return ~S(0); }
};

/**
 * @brief 論理和
 */
template <typename T>
struct Or {
    using S = T;
    static constexpr S op(const S& a, const S& b) { return a | b; }
    static constexpr S e() { return S(0); }
};

/**
 * @brief 最大公約数 単位元は0
 */
template <typename T>
struct Gcd {
    static_assert(std::is_integral_v<T>);
    using S = T;
    static constexpr S op(const S& a, const S& b) { return std::gcd(a, b); }
    static constexpr S e() { return S(0); }
};

/**
 * @brief 最小公倍数 単位元は1
 */
template <typename T>
struct Lcm {
    static_assert(std::is_integral_v<T>);
    using S = T;
    static constexpr S op(const S& a, const S& b) { return std::lcm(a, b); }
    static constexpr S e() { return S(1); }
};

/**
 * @brief 1次関数 (Affine) の合成
 * op(f, g) = g∘f (左から順に適用する)
 * 区間 [l, r) の積は f_{r-1}(...f_l(x)) を表す
 */
template <typename T>
struct Composite {
    using S = Affine<T>;
    static constexpr S op(const S& f, const S& g) { return {g.a * f.a, g.a * f.b + g.b}; }
    static constexpr S e() { return {T(1), T(0)}; }
};

/**
 * @brief 括弧列 対応の取れていない ')' と '(' の個数
 */
struct Parenthesis {
    struct S {
        long long close; // 対応の取れていない ')' の個数
        long long open;  // 対応の取れていない '(' の個数
        constexpr S(char c = 0) : close(c == ')'), open(c == '(') {}
        constexpr S(long long close, long long open) : close(close), open(open) {}
        /**
         * @brief 正しい括弧列か
         */
        constexpr bool is_valid() const { return close == 0 && open == 0; }
    };
    static constexpr S op(const S& a, const S& b) {
        if(a.open >= b.close) return S(a.close, a.open - b.close + b.open);
        return S(a.close + b.close - a.open, b.open);
    }
    static constexpr S e() { return S(); }
};

/**
 * @brief 最小値とその位置 同じ値なら左側を優先
 *
 * @tparam T 値の型
 * @tparam U 位置などの付随する値の型
 */
template <typename T, typename U = int>
struct MinWith {
    using S = std::pair<T, U>;
    static constexpr S op(const S& a, const S& b) { return b.first < a.first ? b : a; }
    static constexpr S e() { return {std::numeric_limits<T>::max(), U{}}; }
};

/**
 * @brief 最大値とその位置 同じ値なら左側を優先
 *
 * @tparam T 値の型
 * @tparam U 位置などの付随する値の型
 */
template <typename T, typename U = int>
struct MaxWith {
    using S = std::pair<T, U>;
    static constexpr S op(const S& a, const S& b) { return a.first < b.first ? b : a; }
    static constexpr S e() { return {std::numeric_limits<T>::lowest(), U{}}; }
};

/**
 * @brief 最小値とその個数
 *
 * @tparam T 値の型
 * @tparam U 個数の型
 */
template <typename T, typename U = long long>
struct MinCount {
    using S = std::pair<T, U>;
    static constexpr S op(const S& a, const S& b) {
        if(a.first < b.first) return a;
        if(b.first < a.first) return b;
        return {a.first, a.second + b.second};
    }
    static constexpr S e() { return {std::numeric_limits<T>::max(), U(0)}; }
};

/**
 * @brief 最大値とその個数
 *
 * @tparam T 値の型
 * @tparam U 個数の型
 */
template <typename T, typename U = long long>
struct MaxCount {
    using S = std::pair<T, U>;
    static constexpr S op(const S& a, const S& b) {
        if(a.first < b.first) return b;
        if(b.first < a.first) return a;
        return {a.first, a.second + b.second};
    }
    static constexpr S e() { return {std::numeric_limits<T>::lowest(), U(0)}; }
};

} // namespace monoid

/**
 * @brief 関数オブジェクトと単位元から実行時に作るモノイド
 * ラムダ式を使える
 *
 * 例: SegTree seg(v, Monoid([](int a, int b) { return std::max(a, b); }, -1));
 *
 * @tparam T 要素の型
 * @tparam Op 積の関数オブジェクトの型
 */
template <typename T, typename Op>
struct Monoid {
    using S = T;
    Op op_object;
    S identity;
    Monoid() = default;
    constexpr Monoid(Op op, const S& e) : op_object(std::move(op)), identity(e) {}
    constexpr S op(const S& a, const S& b) const { return op_object(a, b); }
    constexpr S e() const { return identity; }
};
template <typename Op, typename T>
Monoid(Op, T) -> Monoid<T, Op>;
#line 14 "src/data_structures/segtree.hpp"

/**
 * @brief セグメント木
 *
 * 例:
 * SegTree<monoid::Max<int>> seg(n);
 * SegTree seg(v, Monoid([](int a, int b) { return a + b; }, 0));
 *
 * @tparam M モノイド (algebra/monoid.hpp)
 */
template <typename M>
class SegTree {
public:
    using S = typename M::S;

private:
    M m;
    S op(const S& a, const S& b) const { return m.op(a, b); }
    S e() const { return m.e(); }

    int n, sz, height;
    std::vector<S> data;
    void update(int k) { data[k] = op(data[2 * k], data[2 * k + 1]); }

    class SegTreeReference {
        SegTree& segtree;
        int k;
    public:
        SegTreeReference(SegTree& segtree, int k) : segtree(segtree), k(k) {}
        SegTreeReference& operator=(const S& x) {
            segtree.set(k, x);
            return *this;
        }
        operator S() const { return segtree.get(k); }
    };

    void construct_data() {
        sz = 1;
        height = 0;
        while (sz < n) {
            sz <<= 1;
            height++;
        }
        data.assign(sz * 2, e());
    }

public:
    /**
     * @brief コンストラクタ
     *
     * @param n 要素数
     * @param m モノイド
     */
    explicit SegTree(int n = 0, M m = M()) : m(std::move(m)), n(n) {
        construct_data();
    }
    /**
     * @brief コンストラクタ
     *
     * @param v 初期の要素
     * @param m モノイド
     */
    explicit SegTree(const std::vector<S>& v, M m = M()) : SegTree(v.size(), std::move(m)) {
        for (int i = 0; i < n; i++) data[sz + i] = v[i];
        for (int i = sz - 1; i > 0; i--) update(i);
    }

    /**
     * @brief 要素数を返す
     */
    int size() const { return n; }

    /**
     * @brief 指定された要素の値を返す
     * 
     * @param k インデックス
     * @return S 値
     */
    S get(int k) const {
        assert(0 <= k && k < n);
        return data[sz + k];
    }
    /**
     * @brief 指定された要素の値を返す
     * 
     * @param k インデックス
     * @return S 値
     */
    S operator[] (int k) const { return get(k); }
    /**
     * @brief 指定された要素への参照を返す
     * 
     * @param k 
     * @return SegTreeReference 要素への参照 代入されるとset()が呼ばれる
     */
    SegTreeReference operator[] (int k) { return SegTreeReference(*this, k); }

    /**
     * @brief 内容を出力する
     * 
     * @tparam CharT 出力ストリームの文字型
     * @tparam Traits 出力ストリームの文字型特性
     * @param os 出力ストリーム
     * @param rhs セグメント木
     * @return std::basic_ostream<CharT, Traits>& 出力ストリーム 
     */
    template <class CharT, class Traits>
    friend std::basic_ostream<CharT, Traits>& operator<<(std::basic_ostream<CharT, Traits>& os, const SegTree& rhs) {
        for(int i = 0; i < rhs.n; i++) {
            if(i != 0) os << CharT(' ');
            os << rhs[i];
        }
        return os;
    }

    /**
     * @brief 指定された要素の値をxに更新する
     * 
     * @param k インデックス
     * @param x 新しい値
     */
    void set(int k, const S& x) {
        assert(0 <= k && k < n);
        k += sz;
        data[k] = x;
        for (int i = 1; i <= height; i++) update(k >> i);
    }
    /**
     * @brief 指定された要素の値にxを作用させる
     * 
     * @param k インデックス
     * @param x 作用素
     */
    void apply(int k, const S& x) { set(k, op(get(k), x)); }

    /**
     * @brief [l, r)の区間の総積を返す
     * 
     * @param l 半開区間の開始
     * @param r 半開区間の終端 0<=l<=r<=n
     * @return S 総積
     */
    S prod(int l, int r) const {
        assert(0 <= l && l <= r && r <= n);
        S left_prod = e(), right_prod = e();
        l += sz;
        r += sz;
        while (l < r) {
            if (l & 1) left_prod = op(left_prod, data[l++]);
            if (r & 1) right_prod = op(data[--r], right_prod);
            l >>= 1;
            r >>= 1;
        }
        return op(left_prod, right_prod);
    }
    /**
     * @brief すべての要素の総積を返す
     * 
     * @return S 総積
     */
    S all_prod() const { return data[1]; }

    /**
     * @brief (r = l or f(prod([l, r))) = true) and (r = n or f(prod([l, r+1))) = false)となるrを返す
     * fが単調なら、f(prod([l, r))) = trueとなる最大のr
     * 
     * @tparam F
     * @param l 半開区間の開始 0<=l<=n
     * @param f 判定関数 f(e) = true
     * @return int
     */
    template <typename F>
    int max_right(int l, F f) const {
        assert(f(e()));
        assert(0 <= l && l <= n);
        if (l == n) return n;
        l += sz;
        while (l % 2 == 0) l >>= 1;
        S sum = e();
        while(f(op(sum, data[l]))) {
            sum = op(sum, data[l]);
            l++;
            while (l % 2 == 0) l >>= 1;
            if (l == 1) return n;
        }
        while (l < sz) {
            if (!f(op(sum, data[l * 2]))) l *= 2;
            else {
                sum = op(sum, data[l * 2]);
                l = l * 2 + 1;
            }
        }
        return l - sz;
    }
    /**
     * @brief (l = 0 or f(prod([l, r))) = true) and (l = r or f(prod([l-1, r))) = false)となるlを返す
     * fが単調なら、f(prod([l, r))) = trueとなる最小のl
     * 
     * @tparam F
     * @param r 半開区間の終端 0<=r<=n
     * @param f 判定関数 f(e) = true
     * @return int
     */
    template <typename F>
    int min_left(int r, F f) const {
        assert(f(e()));
        assert(0 <= r && r <= n);
        if (r == 0) return 0;
        r += sz;
        S sum = e();
        do {
            r--;
            while (r > 1 && r % 2 == 1) r >>= 1;
            if (!f(op(data[r], sum))) {
                while (r < sz) {
                    r = r * 2 + 1;
                    if (f(op(data[r], sum))) {
                        sum = op(data[r], sum);
                        r--;
                    }
                }
                return r + 1 - sz;
            }
            sum = op(data[r], sum);
        } while ((r & -r) != r);
        return 0;
    }
};

template <typename M>
SegTree(int, M) -> SegTree<M>;
template <typename M>
SegTree(std::vector<typename M::S>, M) -> SegTree<M>;

/**
 * @brief RangeMaxQuery
 *
 * @tparam S 型
 */
template <typename S>
using RMaxQ = SegTree<monoid::Max<S>>;
/**
 * @brief RangeMinQuery
 *
 * @tparam S 型
 */
template <typename S>
using RMinQ = SegTree<monoid::Min<S>>;
/**
 * @brief RangeSumQuery
 *
 * @tparam S 型
 */
template <typename S>
using RSumQ = SegTree<monoid::Sum<S>>;
/**
 * @brief RangeProdQuery
 *
 * @tparam S 型
 */
template <typename S>
using RProdQ = SegTree<monoid::Prod<S>>;
/**
 * @brief RangeXorQuery
 *
 * @tparam S 型
 */
template <typename S>
using RXorQ = SegTree<monoid::Xor<S>>;
/**
 * @brief RangeGcdQuery
 *
 * @tparam S 型
 */
template <typename S>
using RGcdQ = SegTree<monoid::Gcd<S>>;
#line 7 "test/aoj/itp2-3-b.2.test.cpp"

// 最小値と最大値の組 {min, max} を 1 本のセグメント木で持つ
int main() {
    int n;
    std::cin >> n;
    using M = monoid::MinMax<long long>;
    std::vector<M::S> a(n);
    for (auto& [mn, mx] : a) {
        std::cin >> mn;
        mx = mn;
    }
    SegTree<M> seg(a);
    int q;
    std::cin >> q;
    while (q--) {
        int com, b, e;
        std::cin >> com >> b >> e;
        auto [mn, mx] = seg.prod(b, e);
        std::cout << (com == 0 ? mn : mx) << '\n';
    }
}

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