第七届蓝桥杯 Java A—— 压缩变换

小明最近在研究压缩算法。
他知道，压缩的时候如果能够使得数值很小，就能通过熵编码得到较高的压缩比。
然而，要使数值很小是一个挑战。

最近，小明需要压缩一些正整数的序列，这些序列的特点是，后面出现的数字很大可能是刚出现过不久的数字。对于这种特殊的序列，小明准备对序列做一个变换来减小数字的值。

变换的过程如下：
从左到右枚举序列，每枚举到一个数字，如果这个数字没有出现过，刚将数字变换成它的相反数，如果数字出现过，则看它在原序列中最后的一次出现后面（且在当前数前面）出现了几种数字，用这个种类数替换原来的数字。

比如，序列 (a1, a2, a3, a4, a5)=(1, 2, 2, 1, 2) 在变换过程为：
a1: 1 未出现过，所以 a1 变为 - 1；
a2: 2 未出现过，所以 a2 变为 - 2；
a3: 2 出现过，最后一次为原序列的 a2，在 a2 后、a3 前有 0 种数字，所以 a3 变为 0；
a4: 1 出现过，最后一次为原序列的 a1，在 a1 后、a4 前有 1 种数字，所以 a4 变为 1；
a5: 2 出现过，最后一次为原序列的 a3，在 a3 后、a5 前有 1 种数字，所以 a5 变为 1。
现在，给出原序列，请问，按这种变换规则变换后的序列是什么。

输入格式：
输入第一行包含一个整数 n，表示序列的长度。
第二行包含 n 个正整数，表示输入序列。

输出格式：
输出一行，包含 n 个数，表示变换后的序列。

例如，输入：
5
1 2 2 1 2

程序应该输出：
-1 -2 0 1 1

再例如，输入：
12
1 1 2 3 2 3 1 2 2 2 3 1

程序应该输出：
-1 0 -2 -3 1 1 2 2 0 0 2 2

数据规模与约定
对于 30% 的数据，n<=1000；
对于 50% 的数据，n<=30000；
对于 100% 的数据，1 <=n<=100000，1<=ai<=10^9

资源约定：
峰值内存消耗（含虚拟机） < 256M
CPU 消耗 < 3000ms

这题如果不懂题意就多读两遍，其实很好理解，这里不再赘述，说一下做法

题目中涉及到一个操作是查询区间 $[l,r]$ 内不同数字的个数，说到区间查询，很容易想到线段树，但是这题难点在于如果把数字种数这个信息存到线段树中。考虑一下，加入我们用一个数组 $b$ 来存输入样例中，所有数字最后一次出现的位置。具体含义是，假设输入的序列为 $1,2,3,1,2,2$，那么 $b$ 数组中，因为 1 没出现过，所以 $b [0]=1$；2 也没出现过，所以 $b [1]=1$；3 也没出现过，所以 $b [2]=1$；又看到 1，因为 1 出现过了，所以首先把 $b [0]$ 改为 0，然后把 $b [3]$ 改为 1；又看到 2，所以把 $b [1]$ 改为 0，然后把 $b [4]$ 改为 1；最后看到 2，所以把 $b [4]$ 改为 0，然后把 $b [5]$ 改为 1。这样做以后，区间 [l,r] 内不同数字的个数就是数组 $b$ 的下标从 $l$ 到 $r$ 内所有数字的和，那么其实就可以直接用线段树去维护数组 $b$ 的和

判断一个数出没出现过只需要往 Map 里面存就行了

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Scanner;

public class Main {

    static Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
    static int[] arr; // data sequence
    static int[] ans; // result sequence
    static int[] b; // 01 sequence if b[i] == 1 that means arr[p] the last place was p
    static Node[] node; // Segement Tree Node

    public static void main(String[] args) {
        Scanner cin = new Scanner(System.in);
        int n = cin.nextInt();
        node = new Node[n << 2];
        arr = new int[n];
        b = new int[n];
        ans = new int[n];
        build(0, n - 1, 0);
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            arr[i] = cin.nextInt();
            Integer pre = map.get(arr[i]);
            if (pre == null) {
                ans[i] = -arr[i];
                b[i] = 1;
                update(i, 1, 0);
            } else {
                // The number of different types of Numbers in a statistical interval
                ans[i] = query(pre + 1, i - 1, 0);
                b[pre] = 0;
                b[i] = 1;
                update(pre, -1, 0);
                update(i, 1, 0);
            }
            map.put(arr[i], i);
        }
        for (int i = 0; i < n; i++)
            System.out.printf("%d ", ans[i]);
    }

    private static void update(int i, int val, int idx) {
        node[idx].sum += val;
        if (node[idx].l == node[idx].r)
            return;
        int mid = (node[idx].l + node[idx].r) >> 1;
        if (i <= mid)
            update(i, val, (idx << 1) | 1);
        else
            update(i, val, (idx << 1) + 2);
    }

    static void build(int l, int r, int idx) {
        node[idx] = new Node(l, r);
        if (l == r) {
            node[idx].sum = b[l];
        } else {
            int mid = (node[idx].l + node[idx].r) >> 1;
            build(l, mid, (idx << 1) | 1);
            build(mid + 1, r, (idx << 1) + 2);
            node[idx].sum = node[(idx << 1) | 1].sum + node[(idx << 1) + 2].sum;
        }
    }

    static int query(int l, int r, int idx) {
        if (l <= node[idx].l && r >= node[idx].r)
            return node[idx].sum;
        int mid = (node[idx].l + node[idx].r) >> 1;
        int ans = 0;
        if (l <= mid) ans += query(l, r, (idx << 1) | 1);
        if (r > mid) ans += query(l, r, (idx << 1) + 2);
        return ans;
    }
}

class Node {
    int l, r, sum;

    Node(int l, int r) {
        this.l = l;
        this.r = r;
    }
}