#P3721. [AHOI2017/HNOI2017] 单旋

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[AHOI2017/HNOI2017] 单旋

题目描述

H 国是一个热爱写代码的国家,那里的人们很小去学校学习写各种各样的数据结构。伸展树(splay)是一种数据结构,因为代码好写,功能多,效率高,掌握这种数据结构成为了 H 国的必修技能。有一天,邪恶的“卡”带着他的邪恶的“常数” 来企图毁灭 H 国。“卡” 给 H 国的人洗脑说,splay 如果写成单旋的,将会更快。“卡”称“单旋 splay”为“spaly”。虽说他说的很没道理,但还是有 H 国的人相信了,小 H 就是其中之一,spaly 马上成为他的信仰。而 H 国的国王,自然不允许这样的风气蔓延,国王构造了一组数据,数据由 mm(不超过 10510^5)个操作构成,他知道这样的数据肯定打垮 spaly,但是国王还有很多很多其他的事情要做,所以统计每个操作所需要的实际代价的任务就交给你啦。

数据中的操作分为 55 种:

  1. 插入操作:向当前非空 spaly 中插入一个关键码为 keykey 的新孤立节点。插入方法为,先让 keykey 和根比较,如果 keykey 比根小,则往左子树走,否则往右子树走,如此反复,直到某个时刻,keykey 比当前子树根 xx 小,而 xx 的左子树为空,那就让 keykey 成为 xx 的左孩子;或者 keykey 比当前子树根 xx 大,而 xx 的右子树为空,那就让 keykey 成为 xx 的右孩子。该操作的代价为:插入后,keykey 的深度。特别地,若树为空,则直接让新节点成为一个单个节点的树。(各节点关键码互不相等。对于“深度” 的解释见末尾对 spaly 的描述。)

  2. 单旋最小值:将 spaly 中关键码最小的元素 xmin⁡x \min 单旋到根。操作代价为:单旋前 xmin⁡x \min 的深度。(对于单旋操作的解释见末尾对 spaly 的描述。)

  3. 单旋最大值:将 spaly 中关键码最大的元素 xmax⁡x \max 单旋到根。操作代价为:单旋前 xmax⁡x \max 的深度。

  4. 单旋删除最小值:先执行 22 号操作,然后把根删除。由于 22 号操作之后,根没有左子树,所以直接切断根和右子树的联系即可。(具体见样例解释)。操作代价同 22 号操作。

  5. 单旋删除最大值:先执行 33 号操作,然后把根删除。操作代价同 33 号操作。

对于不是 H 国的人,你可能需要了解一些 spaly 的知识,才能完成国王的任务:

  1. spaly 是一棵二叉树,满足对于任意一个节点 xx,它如果有左孩子 lxlx,那么 lxlx 的关键码小于 xx 的关键码。如果有右孩子 rxrx,那么 rxrx 的关键码大于 xx 的关键码。

  2. 一个节点在 spaly 的深度定义为:从根节点到该节点的路径上一共有多少个节点(包括自己)。

  3. 单旋操作是对于一棵树上的节点 xx 来说的。一开始,设 ff 为 xx 在树上的父亲。如果 xx 为 ff 的左孩子,那么执行 zig(x)zig (x) 操作(如上图中,左边的树经过 zig(x)zig (x) 变为了右边的树), 否则执行 zag(x)zag (x) 操作(在上图中,将右边的树经过 zag(f)zag (f) 就变成了左边的树)。每当执行一次 zig(x)zig (x) 或者 zag(x)zag (x),xx 的深度减小 11,如此反复,直到 xx 为根。总之,单旋 xx 就是通过反复执行 zigzig 和 zagzag 将 xx 变为根。

输入格式

输入文件名为 splay.in。

第一行单独一个正整数 mm (1≤m≤1051 \leq m \leq 10^5)。

接下来 mm 行,每行描述一个操作:首先是一个操作编号 cc( 1≤c≤51 \leq c \leq 5),既问题描述中给出的 55 种操作中的编号,若 c=1c= 1,则再输入一个非负整数 key,表示新插入节点的关键码。

输出格式

输出文件名为 splay.out。

输出共 mm 行,每行一个整数,第 ii 行对应第 ii 个输入的操作的代价。

5
1 2
1 1
1 3
4 
5
1 
2 
2
2 
2

提示

20%20 \% 的数据满足: 1≤m≤10001 \leq m \leq 1000。

另外 30%30\% 的数据满足:不存在 4,54,5 操作。

100%100\% 的数据满足:1≤m≤105,1≤key≤1091 \leq m \leq 10^5,1 \leq key \leq 10^9。 所有出现的关键码互不相同。 任何一个非插入操作,一定保证树非空。 在未执行任何操作之前,树为空。