Problem p02691 (C++) — buggy submission, verdict: Time Limit Exceeded

#include <algorithm>
#include <array>
#include <cctype>
#include <climits>
#include <cmath>
#include <iostream>
#include <list>
#include <map>
#include <queue>
#include <set>
#include <stack>
#include <string.h>
#include <vector>

#define rep(i, n) for (int i = 0; i < (n); ++i)
using namespace std;
using ll = long long;
using P = pair<int, int>;
using namespace std;

template <class T> inline bool chmax(T &a, T b) {
  if (a < b) {
    a = b;
    return 1;
  }
  return 0;
}

// a と b の最大公約数を返す関数
long long GCD(long long a, long long b) {
  if (b == 0)
    return a;
  else
    return GCD(b, a % b);
}

long long gcd(long long a, long long b) {
  if (a % b == 0) {
    return (b);
  } else {
    return (gcd(b, a % b));
  }
}

long long lcm(long long a, long long b) { return a * b / gcd(a, b); }

// auto mod int
// https://youtu.be/L8grWxBlIZ4?t=9858
// https://youtu.be/ERZuLAxZffQ?t=4807 : optimize
// https://youtu.be/8uowVvQ_-Mo?t=1329 : division
const int mod = 1000000007;
struct mint {
  ll x; // typedef long long ll;
  mint(ll x = 0) : x((x % mod + mod) % mod) {}
  mint operator-() const { return mint(-x); }
  mint &operator+=(const mint a) {
    if ((x += a.x) >= mod)
      x -= mod;
    return *this;
  }
  mint &operator-=(const mint a) {
    if ((x += mod - a.x) >= mod)
      x -= mod;
    return *this;
  }
  mint &operator*=(const mint a) {
    (x *= a.x) %= mod;
    return *this;
  }
  mint operator+(const mint a) const { return mint(*this) += a; }
  mint operator-(const mint a) const { return mint(*this) -= a; }
  mint operator*(const mint a) const { return mint(*this) *= a; }
  mint pow(ll t) const {
    if (!t)
      return 1;
    mint a = pow(t >> 1);
    a *= a;
    if (t & 1)
      a *= *this;
    return a;
  }

  // for prime mod
  mint inv() const { return pow(mod - 2); }
  mint &operator/=(const mint a) { return *this *= a.inv(); }
  mint operator/(const mint a) const { return mint(*this) /= a; }
};
istream &operator>>(istream &is, const mint &a) { return is >> a.x; }
ostream &operator<<(ostream &os, const mint &a) { return os << a.x; }

struct combination {
  vector<mint> fact, ifact;
  combination(int n) : fact(n + 1), ifact(n + 1) {
    fact[0] = 1;
    for (int i = 1; i <= n; ++i)
      fact[i] = fact[i - 1] * i;
    ifact[n] = fact[n].inv();
    for (int i = n; i >= 1; --i)
      ifact[i - 1] = ifact[i] * i;
  }
  mint operator()(int n, int k) {
    if (k < 0 || k > n)
      return 0;
    return fact[n] * ifact[k] * ifact[n - k];
  }
} comb(2000005);

mint g(int r, int c) { return comb(r + c + 2, r + 1) - 1; }

bool comp(int i, int j) { return i > j; }

bool compare_by_b(pair<int, int> a, pair<int, int> b) {
  return a.second < b.second;
}

long tall[200000];
long long diff[200000];
vector<int> que;

// index が条件を満たすかどうか
bool isOK(int index, int key) {
  if (que[index] >= key)
    return true;
  else
    return false;
}

// 汎用的な二分探索のテンプレ
int binary_search(int key) {
  int left = -1; // 「index = 0」が条件を満たすこともあるので、初期値は -1
  int right = (int)que.size(); // 「index =
                               // a.size()-1」が条件を満たさないこともあるので、初期値は
                               // a.size()

  /* どんな二分探索でもここの書き方を変えずにできる！ */
  while (right - left > 1) {
    int mid = left + (right - left) / 2;

    if (isOK(mid, key))
      right = mid;
    else
      left = mid;
  }

  /* left は条件を満たさない最大の値、right は条件を満たす最小の値になっている
   */
  return right;
}
int main() {
  int n;
  cin >> n;
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    cin >> tall[i];
    diff[i] = i + tall[i];
    que.push_back(tall[i] + i);
  }

  long long count = 0;
  sort(que.begin(), que.end());
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    int start = binary_search(i - tall[i]);
    if (start == -1) {
      continue;
    }
    int goal = binary_search(i - tall[i] + 1);
    count += (goal - start);
  }
  cout << (count);
}


Error: TLE

Fixed submission:

#include <algorithm>
#include <array>
#include <cctype>
#include <climits>
#include <cmath>
#include <iostream>
#include <list>
#include <map>
#include <queue>
#include <set>
#include <stack>
#include <string.h>
#include <vector>

#define rep(i, n) for (int i = 0; i < (n); ++i)
using namespace std;
using ll = long long;
using P = pair<int, int>;
using namespace std;

template <class T> inline bool chmax(T &a, T b) {
  if (a < b) {
    a = b;
    return 1;
  }
  return 0;
}

// a と b の最大公約数を返す関数
long long GCD(long long a, long long b) {
  if (b == 0)
    return a;
  else
    return GCD(b, a % b);
}

long long gcd(long long a, long long b) {
  if (a % b == 0) {
    return (b);
  } else {
    return (gcd(b, a % b));
  }
}

long long lcm(long long a, long long b) { return a * b / gcd(a, b); }

// auto mod int
// https://youtu.be/L8grWxBlIZ4?t=9858
// https://youtu.be/ERZuLAxZffQ?t=4807 : optimize
// https://youtu.be/8uowVvQ_-Mo?t=1329 : division
const int mod = 1000000007;
struct mint {
  ll x; // typedef long long ll;
  mint(ll x = 0) : x((x % mod + mod) % mod) {}
  mint operator-() const { return mint(-x); }
  mint &operator+=(const mint a) {
    if ((x += a.x) >= mod)
      x -= mod;
    return *this;
  }
  mint &operator-=(const mint a) {
    if ((x += mod - a.x) >= mod)
      x -= mod;
    return *this;
  }
  mint &operator*=(const mint a) {
    (x *= a.x) %= mod;
    return *this;
  }
  mint operator+(const mint a) const { return mint(*this) += a; }
  mint operator-(const mint a) const { return mint(*this) -= a; }
  mint operator*(const mint a) const { return mint(*this) *= a; }
  mint pow(ll t) const {
    if (!t)
      return 1;
    mint a = pow(t >> 1);
    a *= a;
    if (t & 1)
      a *= *this;
    return a;
  }

  // for prime mod
  mint inv() const { return pow(mod - 2); }
  mint &operator/=(const mint a) { return *this *= a.inv(); }
  mint operator/(const mint a) const { return mint(*this) /= a; }
};
istream &operator>>(istream &is, const mint &a) { return is >> a.x; }
ostream &operator<<(ostream &os, const mint &a) { return os << a.x; }

struct combination {
  vector<mint> fact, ifact;
  combination(int n) : fact(n + 1), ifact(n + 1) {
    fact[0] = 1;
    for (int i = 1; i <= n; ++i)
      fact[i] = fact[i - 1] * i;
    ifact[n] = fact[n].inv();
    for (int i = n; i >= 1; --i)
      ifact[i - 1] = ifact[i] * i;
  }
  mint operator()(int n, int k) {
    if (k < 0 || k > n)
      return 0;
    return fact[n] * ifact[k] * ifact[n - k];
  }
} comb(2000005);

mint g(int r, int c) { return comb(r + c + 2, r + 1) - 1; }

bool comp(int i, int j) { return i > j; }

bool compare_by_b(pair<int, int> a, pair<int, int> b) {
  return a.second < b.second;
}

long tall[200000];
long long diff[200000];
vector<int> que;

// index が条件を満たすかどうか
bool isOK(int index, int key) {
  if (que[index] >= key)
    return true;
  else
    return false;
}

// 汎用的な二分探索のテンプレ
int binary_search(int key) {
  int left = -1; // 「index = 0」が条件を満たすこともあるので、初期値は -1
  int right = (int)que.size(); // 「index =
                               // a.size()-1」が条件を満たさないこともあるので、初期値は
                               // a.size()

  /* どんな二分探索でもここの書き方を変えずにできる！ */
  while (right - left > 1) {
    int mid = left + (right - left) / 2;

    if (isOK(mid, key))
      right = mid;
    else
      left = mid;
  }

  /* left は条件を満たさない最大の値、right は条件を満たす最小の値になっている
   */
  return right;
}
int main() {
  int n;
  cin >> n;
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    cin >> tall[i];
    diff[i] = i + tall[i];
    que.push_back(tall[i] + i);
  }

  long long count = 0;
  sort(que.begin(), que.end());
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    int start = binary_search(i - tall[i]);
    if (start == -1) {
      continue;
    }
    for (int j = start; j < n; j++) {
      if (que[j] != i - tall[i]) {
        break;
      }
      count++;
    }
  }
  cout << (count);
}