Problem p02599 (C++) — buggy submission, verdict: Time Limit Exceeded

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define BIT(n) (1LL << (n))
#define BITF(n, i) (((n) >> (i)) & 1)
#define REP(i, n) for (int i = 0; i < n; i++)
#define FOR(i, m, n) for (int i = m; i < n; i++)
#define REPI(i, x) for (int i = 1; i <= x; i++)
#define FORI(i, m, n) for (int i = m; i <= n; i++)
#define REPR(i, n) for (int i = n; i >= 0; i--)
#define REPZ(i, x) for (int i = 0; i <= x; i++)
#define FORA(i, n) for (auto &&i : n)
#define POW(a, b) ((int)(pow(a, b) + .5))
#define MODULO(a, b) (((a) % (b)) < 0 ? (a) % (b) + (b) : (a) % (b))
#define DUMPOUT cerr
// vector
template <typename T> istream &operator>>(istream &is, vector<T> &vec) {
  for (T &x : vec)
    is >> x;
  return is;
}
// pair
template <typename T, typename U>
ostream &operator<<(ostream &os, pair<T, U> &pair_var) {
  os << "(" << pair_var.first << ", " << pair_var.second << ")";
  return os;
}
// vector
template <typename T> ostream &operator<<(ostream &os, const vector<T> &vec) {
  os << "{";
  REP(i, (int)vec.size())
  os << vec[i] << (i + 1 == (int)vec.size() ? "" : ", ");
  os << "}";
  return os;
}
// map
template <typename T, typename U>
ostream &operator<<(ostream &os, map<T, U> &map_var) {
  os << "{";
  FORA(itr, map_var) {
    os << *itr;
    itr++;
    if (itr != map_var.end())
      os << ", ";
    itr--;
  }
  os << "}";
  return os;
}
// set
template <typename T> ostream &operator<<(ostream &os, set<T> &set_var) {
  os << "{";
  FORA(itr, set_var) {
    os << *itr;
    itr++;
    if (itr != set_var.end())
      os << ", ";
    itr--;
  }
  os << "}";
  return os;
}
void dump_func() { DUMPOUT << endl; }
template <class Head, class... Tail>
void dump_func(Head &&head, Tail &&...tail) {
  DUMPOUT << head;
  if (sizeof...(Tail) > 0)
    DUMPOUT << ", ";
  dump_func(std::move(tail)...);
}
#ifdef DEBUG_
#define DEB
#define DUMP(...)                                                              \\
  DUMPOUT << "  " << string(#__VA_ARGS__) << ": "                              \\
          << "[" << to_string(__LINE__) << ":" << __FUNCTION__ << "]" << endl  \\
          << "    ",                                                           \\
      dump_func(__VA_ARGS__)
#define PRINTARR(x, y)                                                         \\
  cerr << #x << "=\\n";                                                         \\
  for (auto itr = x; itr != y; itr++)                                          \\
    cerr << *itr << " ";                                                       \\
  cerr << endl;
#define PRINTARR2(x, i0, i1)                                                   \\
  cerr << #x << "=\\n";                                                         \\
  for (int ii0 = 0; ii0 < i0; ii0++) {                                         \\
    for (int ii1 = 0; ii1 < i1; ii1++)                                         \\
      cerr << x[ii0][ii1] << " ";                                              \\
    cerr << endl;                                                              \\
  }
#else
#define DEB if (false)
#define DUMP(...)
#define PRINTARR(x, y)
#define PRINTARR2(x, i0, i1)
#endif
#define ALL(v) v.begin(), v.end()
#define fst first
#define snd second
#define mp make_pair
#define pb push_back
#define epb emplace_back
#define int long long
#define pint pair<int, int>
#define pdouble pair<double, double>
#define ld long double
using namespace std;
template <class T> bool chmax(T &a, const T &b) {
  if (a < b) {
    a = b;
    return 1;
  }
  return 0;
}
template <class T> bool chmin(T &a, const T &b) {
  if (a > b) {
    a = b;
    return 1;
  }
  return 0;
}
template <class T> using vec = std::vector<T>;
template <class T> void print(const T &x) { cout << x << "\\n"; }
const int MOD = 1000000007, INF0 = 1061109567, INF = INF0 * INF0;
const double EPS = 1e-7, PI = acos(-1.0);
const int dx[4] = {1, 0, -1, 0}, dy[4] = {0, 1, 0, -1};
/*
[&] { return;
}();下のスラッシュを2つ追加しただけ.上のスラッシュを2つにすれば外れる.
//*/
/*
build()はしなくてもよい
queryなどの数字は0indexedでよい
実装では木を1-indexedの配列で表現している。
ノードkについて,親ノードはk2,子ノードは2k,2k+1である。
SegmentTree(n,f,M1):=サイズnの初期化。ここでfは2つの区間の要素をマージする二項演算,M1はモノイドの単位元である。
set(k,x):=k番目の要素にxを代入する。
build():=セグメント木を構築する。
query(a,b):=区間[a,b)に対して二項演算した結果を返す。
update(k,x):=k番目の要素をxに変更する。
operator[k]:=k番目の要素を返す。
find_first(a,check):=[a,x)がcheckを満たす最初の要素位置xを返す。
find_last(b,check):=[x,b)がcheckを満たす最後の要素位置xを返す。*/
template <typename Monoid> struct SegmentTree {
  using F = function<Monoid(Monoid, Monoid)>;

  int sz;
  vector<Monoid> seg;

  const F f;
  const Monoid M1;

  SegmentTree(int n, const F f, const Monoid &M1) : f(f), M1(M1) {
    sz = 1;
    while (sz < n)
      sz <<= 1;
    seg.assign(2 * sz, M1);
  }

  void set(int k, const Monoid &x) { seg[k + sz] = x; }

  void build() {
    for (int k = sz - 1; k > 0; k--) {
      seg[k] = f(seg[2 * k + 0], seg[2 * k + 1]);
    }
  }

  void update(int k, const Monoid &x) {
    k += sz;
    seg[k] = x;
    while (k >>= 1) {
      seg[k] = f(seg[2 * k + 0], seg[2 * k + 1]);
    }
  }

  Monoid query(int a, int b) {
    Monoid L = M1, R = M1;
    for (a += sz, b += sz; a < b; a >>= 1, b >>= 1) {
      if (a & 1)
        L = f(L, seg[a++]);
      if (b & 1)
        R = f(seg[--b], R);
    }
    return f(L, R);
  }

  Monoid operator[](const int &k) const { return seg[k + sz]; }

  template <typename C>
  int find_subtree(int a, const C &check, Monoid &M, bool type) {
    while (a < sz) {
      Monoid nxt = type ? f(seg[2 * a + type], M) : f(M, seg[2 * a + type]);
      if (check(nxt))
        a = 2 * a + type;
      else
        M = nxt, a = 2 * a + 1 - type;
    }
    return a - sz;
  }

  template <typename C> int find_first(int a, const C &check) {
    Monoid L = M1;
    if (a <= 0) {
      if (check(f(L, seg[1])))
        return find_subtree(1, check, L, false);
      return -1;
    }
    int b = sz;
    for (a += sz, b += sz; a < b; a >>= 1, b >>= 1) {
      if (a & 1) {
        Monoid nxt = f(L, seg[a]);
        if (check(nxt))
          return find_subtree(a, check, L, false);
        L = nxt;
        ++a;
      }
    }
    return -1;
  }

  template <typename C> int find_last(int b, const C &check) {
    Monoid R = M1;
    if (b >= sz) {
      if (check(f(seg[1], R)))
        return find_subtree(1, check, R, true);
      return -1;
    }
    int a = sz;
    for (b += sz; a < b; a >>= 1, b >>= 1) {
      if (b & 1) {
        Monoid nxt = f(seg[--b], R);
        if (check(nxt))
          return find_subtree(b, check, R, true);
        R = nxt;
      }
    }
    return -1;
  }
};

#define MAXN 500100
int c[MAXN];
int ans[MAXN];
typedef tuple<int, int, int> i3;
i3 lis[MAXN];
vec<int> lastL[MAXN];
signed main() {
  cin.tie(0), ios::sync_with_stdio(false);
  cout << fixed << setprecision(12);
  int N, Q;
  cin >> N >> Q;
  REPI(i, N) { lastL[i].pb(-1); }
  REP(i, N) {
    cin >> c[i];
    lastL[c[i]].pb(i);
  }

  REP(i, Q) {
    int l, r;
    cin >> l >> r;
    l--, r--;
    i3 ele = make_tuple(r, l, i);
    lis[i] = ele;
  }
  sort(lis, lis + Q);

  int index = -1;
  //  multiset<int> numL;
  //  REP(i, N) numL.insert(-1);
  SegmentTree<int> seg(
      N + 10, [](int a, int b) { return a + b; },
      0); // INT_MAX =>min(a,INT_MAX)=min(INT_MAX,a)=aより

  seg.update(0, N);

  REP(i, Q) {
    i3 ele = lis[i];
    int right = get<0>(ele);
    int left = get<1>(ele);
    int num = get<2>(ele);
    if (index < right) {
      FORI(j, index + 1, right) {
        auto itr = lower_bound(ALL(lastL[c[j]]), j);
        itr--;
        int val = *itr;
        DUMP(val, j, c[j], lastL[c[j]]);
        int ret = seg.query(val + 1, val + 2);
        seg.update(val + 1, ret - 1);
        seg.update(j + 1, 1);
      }
    }

    ans[num] = seg.query(left + 1, right + 2);
    index = right;
  }
  REP(i, Q) print(ans[i]);
}

Error: TLE

Fixed submission:

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define BIT(n) (1LL << (n))
#define BITF(n, i) (((n) >> (i)) & 1)
#define REP(i, n) for (int i = 0; i < n; i++)
#define FOR(i, m, n) for (int i = m; i < n; i++)
#define REPI(i, x) for (int i = 1; i <= x; i++)
#define FORI(i, m, n) for (int i = m; i <= n; i++)
#define REPR(i, n) for (int i = n; i >= 0; i--)
#define REPZ(i, x) for (int i = 0; i <= x; i++)
#define FORA(i, n) for (auto &&i : n)
#define POW(a, b) ((int)(pow(a, b) + .5))
#define MODULO(a, b) (((a) % (b)) < 0 ? (a) % (b) + (b) : (a) % (b))
#define DUMPOUT cerr
// vector
template <typename T> istream &operator>>(istream &is, vector<T> &vec) {
  for (T &x : vec)
    is >> x;
  return is;
}
// pair
template <typename T, typename U>
ostream &operator<<(ostream &os, pair<T, U> &pair_var) {
  os << "(" << pair_var.first << ", " << pair_var.second << ")";
  return os;
}
// vector
template <typename T> ostream &operator<<(ostream &os, const vector<T> &vec) {
  os << "{";
  REP(i, (int)vec.size())
  os << vec[i] << (i + 1 == (int)vec.size() ? "" : ", ");
  os << "}";
  return os;
}
// map
template <typename T, typename U>
ostream &operator<<(ostream &os, map<T, U> &map_var) {
  os << "{";
  FORA(itr, map_var) {
    os << *itr;
    itr++;
    if (itr != map_var.end())
      os << ", ";
    itr--;
  }
  os << "}";
  return os;
}
// set
template <typename T> ostream &operator<<(ostream &os, set<T> &set_var) {
  os << "{";
  FORA(itr, set_var) {
    os << *itr;
    itr++;
    if (itr != set_var.end())
      os << ", ";
    itr--;
  }
  os << "}";
  return os;
}
void dump_func() { DUMPOUT << endl; }
template <class Head, class... Tail>
void dump_func(Head &&head, Tail &&...tail) {
  DUMPOUT << head;
  if (sizeof...(Tail) > 0)
    DUMPOUT << ", ";
  dump_func(std::move(tail)...);
}
#ifdef DEBUG_
#define DEB
#define DUMP(...)                                                              \\
  DUMPOUT << "  " << string(#__VA_ARGS__) << ": "                              \\
          << "[" << to_string(__LINE__) << ":" << __FUNCTION__ << "]" << endl  \\
          << "    ",                                                           \\
      dump_func(__VA_ARGS__)
#define PRINTARR(x, y)                                                         \\
  cerr << #x << "=\\n";                                                         \\
  for (auto itr = x; itr != y; itr++)                                          \\
    cerr << *itr << " ";                                                       \\
  cerr << endl;
#define PRINTARR2(x, i0, i1)                                                   \\
  cerr << #x << "=\\n";                                                         \\
  for (int ii0 = 0; ii0 < i0; ii0++) {                                         \\
    for (int ii1 = 0; ii1 < i1; ii1++)                                         \\
      cerr << x[ii0][ii1] << " ";                                              \\
    cerr << endl;                                                              \\
  }
#else
#define DEB if (false)
#define DUMP(...)
#define PRINTARR(x, y)
#define PRINTARR2(x, i0, i1)
#endif
#define ALL(v) v.begin(), v.end()
#define fst first
#define snd second
#define mp make_pair
#define pb push_back
#define epb emplace_back
#define int long long
#define pint pair<int, int>
#define pdouble pair<double, double>
#define ld long double
using namespace std;
template <class T> bool chmax(T &a, const T &b) {
  if (a < b) {
    a = b;
    return 1;
  }
  return 0;
}
template <class T> bool chmin(T &a, const T &b) {
  if (a > b) {
    a = b;
    return 1;
  }
  return 0;
}
template <class T> using vec = std::vector<T>;
template <class T> void print(const T &x) { cout << x << "\\n"; }
const int MOD = 1000000007, INF0 = 1061109567, INF = INF0 * INF0;
const double EPS = 1e-7, PI = acos(-1.0);
const int dx[4] = {1, 0, -1, 0}, dy[4] = {0, 1, 0, -1};
/*
[&] { return;
}();下のスラッシュを2つ追加しただけ.上のスラッシュを2つにすれば外れる.
//*/
/*
build()はしなくてもよい
queryなどの数字は0indexedでよい
実装では木を1-indexedの配列で表現している。
ノードkについて,親ノードはk2,子ノードは2k,2k+1である。
SegmentTree(n,f,M1):=サイズnの初期化。ここでfは2つの区間の要素をマージする二項演算,M1はモノイドの単位元である。
set(k,x):=k番目の要素にxを代入する。
build():=セグメント木を構築する。
query(a,b):=区間[a,b)に対して二項演算した結果を返す。
update(k,x):=k番目の要素をxに変更する。
operator[k]:=k番目の要素を返す。
find_first(a,check):=[a,x)がcheckを満たす最初の要素位置xを返す。
find_last(b,check):=[x,b)がcheckを満たす最後の要素位置xを返す。*/
template <typename Monoid> struct SegmentTree {
  using F = function<Monoid(Monoid, Monoid)>;

  int sz;
  vector<Monoid> seg;

  const F f;
  const Monoid M1;

  SegmentTree(int n, const F f, const Monoid &M1) : f(f), M1(M1) {
    sz = 1;
    while (sz < n)
      sz <<= 1;
    seg.assign(2 * sz, M1);
  }

  void set(int k, const Monoid &x) { seg[k + sz] = x; }

  void build() {
    for (int k = sz - 1; k > 0; k--) {
      seg[k] = f(seg[2 * k + 0], seg[2 * k + 1]);
    }
  }

  void update(int k, const Monoid &x) {
    k += sz;
    seg[k] = x;
    while (k >>= 1) {
      seg[k] = f(seg[2 * k + 0], seg[2 * k + 1]);
    }
  }

  Monoid query(int a, int b) {
    Monoid L = M1, R = M1;
    for (a += sz, b += sz; a < b; a >>= 1, b >>= 1) {
      if (a & 1)
        L = f(L, seg[a++]);
      if (b & 1)
        R = f(seg[--b], R);
    }
    return f(L, R);
  }

  Monoid operator[](const int &k) const { return seg[k + sz]; }

  template <typename C>
  int find_subtree(int a, const C &check, Monoid &M, bool type) {
    while (a < sz) {
      Monoid nxt = type ? f(seg[2 * a + type], M) : f(M, seg[2 * a + type]);
      if (check(nxt))
        a = 2 * a + type;
      else
        M = nxt, a = 2 * a + 1 - type;
    }
    return a - sz;
  }

  template <typename C> int find_first(int a, const C &check) {
    Monoid L = M1;
    if (a <= 0) {
      if (check(f(L, seg[1])))
        return find_subtree(1, check, L, false);
      return -1;
    }
    int b = sz;
    for (a += sz, b += sz; a < b; a >>= 1, b >>= 1) {
      if (a & 1) {
        Monoid nxt = f(L, seg[a]);
        if (check(nxt))
          return find_subtree(a, check, L, false);
        L = nxt;
        ++a;
      }
    }
    return -1;
  }

  template <typename C> int find_last(int b, const C &check) {
    Monoid R = M1;
    if (b >= sz) {
      if (check(f(seg[1], R)))
        return find_subtree(1, check, R, true);
      return -1;
    }
    int a = sz;
    for (b += sz; a < b; a >>= 1, b >>= 1) {
      if (b & 1) {
        Monoid nxt = f(seg[--b], R);
        if (check(nxt))
          return find_subtree(b, check, R, true);
        R = nxt;
      }
    }
    return -1;
  }
};

#define MAXN 500100
int c[MAXN];
int ans[MAXN];
typedef tuple<int, int, int> i3;
i3 lis[MAXN];
vec<int> lastL[MAXN];
signed main() {
  cin.tie(0), ios::sync_with_stdio(false);
  cout << fixed << setprecision(12);
  int N, Q;
  cin >> N >> Q;
  REPI(i, N) { lastL[i].pb(-1); }
  REP(i, N) {
    cin >> c[i];
    lastL[c[i]].pb(i);
  }

  REP(i, Q) {
    int l, r;
    cin >> l >> r;
    l--, r--;
    i3 ele = make_tuple(r, l, i);
    lis[i] = ele;
  }
  sort(lis, lis + Q);

  int index = -1;
  //  multiset<int> numL;
  //  REP(i, N) numL.insert(-1);
  vector<int> numL;
  REP(i, N) numL.pb(-1);
  REP(i, Q) {
    i3 ele = lis[i];
    int right = get<0>(ele);
    int left = get<1>(ele);
    int num = get<2>(ele);
    if (index < right) {
      FORI(j, index + 1, right) {
        auto itr = lower_bound(ALL(lastL[c[j]]), j);
        itr--;
        int val = *itr;
        itr = lower_bound(ALL(numL), val);
        numL.erase(itr);
        numL.pb(j);
      }
    }
    auto itr = lower_bound(ALL(numL), left);
    int pos = distance(itr, numL.end());
    DUMP(pos);
    DUMP(left, right, index);

    ans[num] = pos;
    index = right;
  }
  REP(i, Q) print(ans[i]);
}