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

#include <bits/stdc++.h>
#define _GLIBCXX_DEBUG
using namespace std;
using ll = long long;
using vec = vector<ll>;
using vect = vector<double>;
using Graph = vector<vector<ll>>;
#define loop(i, n) for (ll i = 0; i < n; i++)
#define Loop(i, m, n) for (ll i = m; i < n; i++)
#define pool(i, n) for (ll i = n; i >= 0; i--)
#define Pool(i, m, n) for (ll i = n; i >= m; i--)
#define mod 1000000007ll
// #define mod 998244353ll
#define flagcount __builtin_popcount
#define flag(x) (1ll << x)
#define flagadd(bit, x) bit |= flag(x)
#define flagpop(bit, x) bit &= ~flag(x)
#define flagon(bit, i) bit &flag(i)
#define flagoff(bit, i) !(bit & (1ll << i))
#define all(v) v.begin(), v.end()
#define low2way(v, x) lower_bound(all(v), x)
#define high2way(v, x) upper_bound(all(v), x)
#define idx_lower(v, x)                                                        \\
  (distance(v.begin(), low2way(v, x))) // 配列vでx未満の要素数を返す
#define idx_upper(v, x)                                                        \\
  (distance(v.begin(), high2way(v, x))) // 配列vでx以下の要素数を返す
#define idx_lower2(v, x)                                                       \\
  (v.size() - idx_lower(v, x)) // 配列vでx以上の要素数を返す
#define idx_upper2(v, x)                                                       \\
  (v.size() - idx_upper(v, x)) // 配列vでxより大きい要素の数を返す
#define putout(a) cout << a << endl
#define Sum(v) accumulate(all(v), 0ll)
#define gcd(x, y) __gcd(x, y)
ll ctoi(char c) {
  if (c >= '0' && c <= '9') {
    return c - '0';
  }
  return -1;
}
template <typename T> T lcm(T x, T y) {
  T z = gcd(x, y);
  return x * y / z;
}
template <typename T> bool primejudge(T n) {
  if (n < 2)
    return false;
  else if (n == 2)
    return true;
  else if (n % 2 == 0)
    return false;
  double sqrtn = sqrt(n);
  for (T i = 3; i < sqrtn + 1; i++) {
    if (n % i == 0) {
      return false;
    }
    i++;
  }
  return true;
}
template <typename T> bool chmax(T &a, const T &b) {
  if (a < b) {
    a = b; // aをbで更新
    return true;
  }
  return false;
}
template <typename T> bool chmin(T &a, const T &b) {
  if (a > b) {
    a = b; // aをbで更新
    return true;
  }
  return false;
}
// 場合によって使い分ける
// const ll dx[4]={1,0,-1,0};
// const ll dy[4]={0,1,0,-1};
const ll dx[8] = {1, 1, 0, -1, -1, -1, 0, 1};
const ll dy[8] = {0, 1, 1, 1, 0, -1, -1, -1};
// 2次元配列の宣言
// vector<vector<ll>> field(h, vector<ll>(w));
template <typename T> struct BIT {
  int n;            // 要素数
  vector<T> bit[2]; // データの格納先
  BIT(int n_) { init(n_); }
  void init(int n_) {
    n = n_ + 1;
    for (int p = 0; p < 2; p++)
      bit[p].assign(n, 0);
  }

  void add_sub(int p, int i, T x) {
    for (int idx = i; idx < n; idx += (idx & -idx)) {
      bit[p][idx] += x;
    }
  }
  void add(int l, int r, T x) { // [l,r) に加算
    add_sub(0, l, -x * (l - 1));
    add_sub(0, r, x * (r - 1));
    add_sub(1, l, x);
    add_sub(1, r, -x);
  }

  T sum_sub(int p, int i) {
    T s(0);
    for (int idx = i; idx > 0; idx -= (idx & -idx)) {
      s += bit[p][idx];
    }
    return s;
  }
  T sum(int i) { return sum_sub(0, i) + sum_sub(1, i) * i; }

  // [l,r) の区間和を取得
  T query(int l, int r) { return sum(r - 1) - sum(l - 1); }
};
int main() {
  ll N, Q;
  cin >> N >> Q;
  vec A(N);
  loop(i, N) cin >> A[i];
  vec L(Q), R(Q), ind(Q);
  vector<pair<ll, ll>> pairs(Q);
  loop(i, Q) {
    cin >> L[i] >> R[i];
    pairs[i] = make_pair(R[i], i);
  }
  sort(all(pairs));
  loop(i, Q) { ind[i] = pairs[i].second; }
  BIT<ll> data(N + 10);
  vector<ll> las(N + 1, 0);
  vector<ll> ans(Q);
  ll RR = 0;
  loop(i, Q) {
    ll idx = ind[i];
    Loop(j, RR, R[idx]) {
      data.add(las[A[j]] + 1, j + 2, 1);
      las[A[j]] = j + 1;
    }
    RR = R[idx];
    ll z = data.query(L[idx], L[idx] + 1);
    ans[idx] = z;
  }
  loop(i, Q) putout(ans[i]);
  return 0;
}

Error: TLE

Fixed submission:

#include <bits/stdc++.h>
#define _GLIBCXX_DEBUG
using namespace std;
using ll = long long;
using vec = vector<ll>;
using vect = vector<double>;
using Graph = vector<vector<ll>>;
#define loop(i, n) for (ll i = 0; i < n; i++)
#define Loop(i, m, n) for (ll i = m; i < n; i++)
#define pool(i, n) for (ll i = n; i >= 0; i--)
#define Pool(i, m, n) for (ll i = n; i >= m; i--)
#define mod 1000000007ll
// #define mod 998244353ll
#define flagcount __builtin_popcount
#define flag(x) (1ll << x)
#define flagadd(bit, x) bit |= flag(x)
#define flagpop(bit, x) bit &= ~flag(x)
#define flagon(bit, i) bit &flag(i)
#define flagoff(bit, i) !(bit & (1ll << i))
#define all(v) v.begin(), v.end()
#define low2way(v, x) lower_bound(all(v), x)
#define high2way(v, x) upper_bound(all(v), x)
#define idx_lower(v, x)                                                        \\
  (distance(v.begin(), low2way(v, x))) // 配列vでx未満の要素数を返す
#define idx_upper(v, x)                                                        \\
  (distance(v.begin(), high2way(v, x))) // 配列vでx以下の要素数を返す
#define idx_lower2(v, x)                                                       \\
  (v.size() - idx_lower(v, x)) // 配列vでx以上の要素数を返す
#define idx_upper2(v, x)                                                       \\
  (v.size() - idx_upper(v, x)) // 配列vでxより大きい要素の数を返す
#define putout(a) cout << a << endl
#define Sum(v) accumulate(all(v), 0ll)
#define gcd(x, y) __gcd(x, y)
ll ctoi(char c) {
  if (c >= '0' && c <= '9') {
    return c - '0';
  }
  return -1;
}
template <typename T> T lcm(T x, T y) {
  T z = gcd(x, y);
  return x * y / z;
}
template <typename T> bool primejudge(T n) {
  if (n < 2)
    return false;
  else if (n == 2)
    return true;
  else if (n % 2 == 0)
    return false;
  double sqrtn = sqrt(n);
  for (T i = 3; i < sqrtn + 1; i++) {
    if (n % i == 0) {
      return false;
    }
    i++;
  }
  return true;
}
template <typename T> bool chmax(T &a, const T &b) {
  if (a < b) {
    a = b; // aをbで更新
    return true;
  }
  return false;
}
template <typename T> bool chmin(T &a, const T &b) {
  if (a > b) {
    a = b; // aをbで更新
    return true;
  }
  return false;
}
// 場合によって使い分ける
// const ll dx[4]={1,0,-1,0};
// const ll dy[4]={0,1,0,-1};
const ll dx[8] = {1, 1, 0, -1, -1, -1, 0, 1};
const ll dy[8] = {0, 1, 1, 1, 0, -1, -1, -1};
// 2次元配列の宣言
// vector<vector<ll>> field(h, vector<ll>(w));
/* BIT:
    BIT<ll> data(n)等で宣言
    構造体内の関数はdata.add(l,x)等で使用
    初期値は a_1 = a_2 = ... = a_n = 0
    ・add(l,x): [l,l+1) に x を加算する(1-indexに注意！！(l>=1))
    ・sum(i): a_1 + a_2 + ... + a_i を計算する
    ・query(l,r):[l,r)の区間和を取得する
    ・lower_bound(w):a_1 + a_2 + ... + a_x >= w となるような最小の x
を求める(ただし a_i >= 0) 計算量は全て O(logn) (おまけ)
    BITとBIT上での二分探索を活用すると、集合を管理して、
　　・a が何番目に小さいか
　　・w 番目に小さい要素 a は何か
　　というのを以下のように O(logn) で高速に取得することが可能
    add(a,1): 集合への要素 a の追加(a 番目を 1 にする)
　　add(a,-1): 集合への要素 a の削除(a 番目を 1 から 0 にする)
　　sum(a): a が何番目に小さいか
　　lower_bound(w): w 番目に小さい要素 a は何か
*/
template <typename T> struct BIT {
private:
  int n; // 配列の要素数(数列の要素数+1)
  vector<T> bit;

public:
  BIT(int n_) : n(n_ + 1), bit(n, 0) {}

  void add(int i, T x) {
    for (int idx = i; idx < n; idx += (idx & -idx)) {
      bit[idx] += x;
    }
  }

  T sum(int i) {
    T s(0);
    for (int idx = i; idx > 0; idx -= (idx & -idx)) {
      s += bit[idx];
    }
    return s;
  }
  // [l,r) の区間和を取得
  T query(int l, int r) { return sum(r - 1) - sum(l - 1); }
  int lower_bound(T w) { // a_1 + a_2 + ... + a_x >= w となるような最小の x
                         // を求める(ただし a_i >= 0)
    if (w <= 0) {
      return 0;
    } else {
      int x = 0, r = 1;
      while (r < n)
        r = r << 1;
      for (int len = r; len > 0;
           len = len >> 1) { // 長さlenは1段下るごとに半分に
        if (x + len < n && bit[x + len] < w) { // 採用するとき
          w -= bit[x + len];
          x += len;
        }
      }
      return x + 1;
    }
  }
};
// 配列aの転倒数を高速に求める
ll inversion(vec a) {
  ll siz = a.size();
  BIT<ll> inv(siz);
  ll ret = 0;
  loop(i, siz) {
    ret += (i - inv.sum(a[i]));
    inv.add(a[i], 1);
  }
  return ret;
}
/*
vector<BIT<ll>> bits;
bits.assign(x,n);
で長さnのBITをx本宣言
*/
int main() {
  ll N, Q;
  cin >> N >> Q;
  vec A(N);
  loop(i, N) cin >> A[i];
  vec L(Q), R(Q);
  vector<pair<ll, ll>> pairs(Q);
  loop(i, Q) {
    ll l, r;
    cin >> l >> r;
    pairs[i] = make_pair(r, l);
  }
  sort(all(pairs));
  loop(i, Q) {
    L[i] = pairs[i].second;
    R[i] = pairs[i].first;
  }
  BIT<ll> data(N + 10);
  vector<ll> las(N + 1, -1);
  loop(i, N) { las[A[i]] = i + 1; }
  loop(i, N) {
    ll x = las[i + 1];
    if (x != -1)
      data.add(x, 1);
  }
  vector<ll> ans(Q);
  ll RR = R[0];
  loop(i, Q) {
    Loop(j, RR, R[i] + 1) {
      data.add(las[A[j]], -1);
      las[A[j]] = (j + 1);
      data.add(las[A[j]], 1);
    }
    ll RR = R[i];
    ll z = data.query(L[i], R[i] + 1);
    putout(z);
  }
  return 0;
}