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李超线段树

引入

洛谷 4097 [HEOI2013]Segment

要求在平面直角坐标系下维护两个操作(强制在线):

  1. 在平面上加入一条线段。记第 i 条被插入的线段的标号为 i,该线段的两个端点分别为 (x0,y0)(x1,y1)
  2. 给定一个数 k,询问与直线 x=k 相交的线段中,交点纵坐标最大的线段的编号(若有多条线段与查询直线的交点纵坐标都是最大的,则输出编号最小的线段)。特别地,若不存在线段与给定直线相交,输出 0

数据满足:操作总数 1n1051k,x0,x1399891y0,y1109

我们发现,传统的线段树无法很好地维护这样的信息。这种情况下,李超线段树 便应运而生。

过程

我们可以把任务转化为维护如下操作:

  • 加入一个一次函数,定义域为 [l,r]
  • 给定 k,求定义域包含 k 的所有一次函数中,在 x=k 处取值最大的那个,如果有多个函数取值相同,选编号最小的。
注意

当线段垂直于 x 轴时,会出现除以零的情况。假设线段两端点分别为 (x,y0)(x,y1),$y_0