Problem:


  MathJax.Hub.Config({ tex2jax: { inlineMath: [["$","$"], ["\\(","\\)"]], processEscapes: true }});

Segment Intersections: Manhattan Geometry

  For given $n$ segments which are parallel to X-axis or Y-axis, find the number of intersections of them.

Input

  In the first line, the number of segments $n$ is given. In the following $n$ lines, the $i$-th segment is given by coordinates of its end points in the following format:

$x_1 \; y_1 \; x_2 \; y_2$

The coordinates are given in integers.

Output

  Print the number of intersections in a line.

Constraints

$1 \leq n \leq 100,000$

$ -1,000,000,000 \leq x_1, y_1, x_2, y_2 \leq 1,000,000,000$

Two parallel segments never overlap or touch.

The number of intersections  $\leq 1,000,000$

Sample Input 1

6
2 2 2 5
1 3 5 3
4 1 4 4
5 2 7 2
6 1 6 3
6 5 6 7

Sample Output 1

3



Sample input:
6
2 2 2 5
1 3 5 3
4 1 4 4
5 2 7 2
6 1 6 3
6 5 6 7


Sample output:
3

Submission status: Accepted

Solution code:
import cmath
import itertools
import math
import operator
import os
import sys
from collections import defaultdict

if os.getenv("LOCAL"):
    sys.stdin = open("_in.txt", "r")

sys.setrecursionlimit(10 ** 9)
INF = float("inf")
IINF = 10 ** 18
MOD = 10 ** 9 + 7
# MOD = 998244353

PI = cmath.pi
TAU = cmath.pi * 2
EPS = 1e-10


class Point:
    """
    2次元空間上の点
    """

    # 反時計回り側にある
    CCW_COUNTER_CLOCKWISE = 1
    # 時計回り側にある
    CCW_CLOCKWISE = -1
    # 線分の後ろにある
    CCW_ONLINE_BACK = 2
    # 線分の前にある
    CCW_ONLINE_FRONT = -2
    # 線分上にある
    CCW_ON_SEGMENT = 0

    def __init__(self, c: complex):
        self.c = c

    @property
    def x(self):
        return self.c.real

    @property
    def y(self):
        return self.c.imag

    @staticmethod
    def from_rect(x: float, y: float):
        return Point(complex(x, y))

    @staticmethod
    def from_polar(r: float, phi: float):
        return Point(cmath.rect(r, phi))

    def __add__(self, p):
        """
        :param Point p:
        """
        return Point(self.c + p.c)

    def __iadd__(self, p):
        """
        :param Point p:
        """
        self.c += p.c
        return self

    def __sub__(self, p):
        """
        :param Point p:
        """
        return Point(self.c - p.c)

    def __isub__(self, p):
        """
        :param Point p:
        """
        self.c -= p.c
        return self

    def __mul__(self, f: float):
        return Point(self.c * f)

    def __imul__(self, f: float):
        self.c *= f
        return self

    def __truediv__(self, f: float):
        return Point(self.c / f)

    def __itruediv__(self, f: float):
        self.c /= f
        return self

    def __repr__(self):
        return "({}, {})".format(round(self.x, 10), round(self.y, 10))

    def __neg__(self):
        return Point(-self.c)

    def __eq__(self, p):
        return abs(self.c - p.c) < EPS

    def __abs__(self):
        return abs(self.c)

    @staticmethod
    def ccw(a, b, c):
        """
        線分 ab に対する c の位置
        線分上にあるか判定するだけなら on_segment とかのが速い
        Verify: http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=CGL_1_C&lang=ja
        :param Point a:
        :param Point b:
        :param Point c:
        """
        b = b - a
        c = c - a
        det = b.det(c)
        if det > EPS:
            return Point.CCW_COUNTER_CLOCKWISE
        if det < -EPS:
            return Point.CCW_CLOCKWISE
        if b.dot(c) < -EPS:
            return Point.CCW_ONLINE_BACK
        if c.norm() - b.norm() > EPS:
            return Point.CCW_ONLINE_FRONT
        return Point.CCW_ON_SEGMENT

    def dot(self, p):
        """
        内積
        :param Point p:
        :rtype: float
        """
        return self.x * p.x + self.y * p.y

    def det(self, p):
        """
        外積
        :param Point p:
        :rtype: float
        """
        return self.x * p.y - self.y * p.x

    def dist(self, p):
        """
        距離
        :param Point p:
        :rtype: float
        """
        return abs(self.c - p.c)

    def norm(self):
        """
        原点からの距離
        :rtype: float
        """
        return abs(self.c)

    def phase(self):
        """
        原点からの角度
        :rtype: float
        """
        return cmath.phase(self.c)

    def angle(self, p, q):
        """
        p に向いてる状態から q まで反時計回りに回転するときの角度
        -pi <= ret <= pi
        :param Point p:
        :param Point q:
        :rtype: float
        """
        return (cmath.phase(q.c - self.c) - cmath.phase(p.c - self.c) + PI) % TAU - PI

    def area(self, p, q):
        """
        p, q となす三角形の面積
        :param Point p:
        :param Point q:
        :rtype: float
        """
        return abs((p - self).det(q - self) / 2)

    def projection_point(self, p, q, allow_outer=False):
        """
        線分 pq を通る直線上に垂線をおろしたときの足の座標
        Verify: http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=CGL_1_A&lang=ja
        :param Point p:
        :param Point q:
        :param allow_outer: 答えが線分の間になくても OK
        :rtype: Point|None
        """
        diff_q = q - p
        # 答えの p からの距離
        r = (self - p).dot(diff_q) / abs(diff_q)
        # 線分の角度
        phase = diff_q.phase()

        ret = Point.from_polar(r, phase) + p
        if allow_outer or (p - ret).dot(q - ret) < EPS:
            return ret
        return None

    def reflection_point(self, p, q):
        """
        直線 pq を挟んで反対にある点
        Verify: http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=CGL_1_B&lang=ja
        :param Point p:
        :param Point q:
        :rtype: Point
        """
        # 距離
        r = abs(self - p)
        # pq と p-self の角度
        angle = p.angle(q, self)
        # 直線を挟んで角度を反対にする
        angle = (q - p).phase() - angle
        return Point.from_polar(r, angle) + p

    def on_segment(self, p, q, allow_side=True):
        """
        点が線分 pq の上に乗っているか
        Verify: http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=CGL_1_C&lang=ja
        :param Point p:
        :param Point q:
        :param allow_side: 端っこでギリギリ触れているのを許容するか
        :rtype: bool
        """
        if not allow_side and (self == p or self == q):
            return False
        # 外積がゼロ: 面積がゼロ == 一直線
        # 内積がマイナス: p - self - q の順に並んでる
        return abs((p - self).det(q - self)) < EPS and (p - self).dot(q - self) < EPS


class Line:
    """
    2次元空間上の直線
    """

    def __init__(self, a: float, b: float, c: float):
        """
        直線 ax + by + c = 0
        """
        self.a = a
        self.b = b
        self.c = c

    @staticmethod
    def from_gradient(grad: float, intercept: float):
        """
        直線 y = ax + b
        :param grad: 傾き
        :param intercept: 切片
        :return:
        """
        return Line(grad, -1, intercept)

    @staticmethod
    def from_segment(p1, p2):
        """
        :param Point p1:
        :param Point p2:
        """
        a = p2.y - p1.y
        b = p1.x - p2.x
        c = p2.y * (p2.x - p1.x) - p2.x * (p2.y - p1.y)
        return Line(a, b, c)

    @property
    def gradient(self):
        """
        傾き
        """
        return INF if self.b == 0 else -self.a / self.b

    @property
    def intercept(self):
        """
        切片
        """
        return INF if self.b == 0 else -self.c / self.b

    def is_parallel_to(self, l):
        """
        平行かどうか
        Verify: http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=CGL_2_A&lang=ja
        :param Line l:
        """
        # 法線ベクトル同士の外積がゼロ
        return abs(Point.from_rect(self.a, self.b).det(Point.from_rect(l.a, l.b))) < EPS

    def is_orthogonal_to(self, l):
        """
        直行しているかどうか
        Verify: http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=CGL_2_A&lang=ja
        :param Line l:
        """
        # 法線ベクトル同士の内積がゼロ
        return abs(Point.from_rect(self.a, self.b).dot(Point.from_rect(l.a, l.b))) < EPS

    def intersection_point(self, l):
        """
        交差する点
        Verify: http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=CGL_2_C&lang=ja
        :param Line l:
        :rtype: Point|None
        """
        a1, b1, c1 = self.a, self.b, self.c
        a2, b2, c2 = l.a, l.b, l.c
        det = a1 * b2 - a2 * b1
        if abs(det) < EPS:
            # 並行
            return None
        x = (b1 * c2 - b2 * c1) / det
        y = (a2 * c1 - a1 * c2) / det
        return Point.from_rect(x, y)

    def dist(self, p):
        """
        他の点との最短距離
        :param Point p:
        """
        raise NotImplementedError()

    def has_point(self, p):
        """
        p が直線上に乗っているかどうか
        :param Point p:
        """
        return abs(self.a * p.x + self.b * p.y + self.c) < EPS


class Segment:
    """
    2次元空間上の線分
    """

    def __init__(self, p1, p2):
        """
        :param Point p1:
        :param Point p2:
        """
        self.p1 = p1
        self.p2 = p2

    def norm(self):
        """
        線分の長さ
        """
        return abs(self.p1 - self.p2)

    def phase(self):
        """
        p1 を原点としたときの p2 の角度
        """
        return cmath.phase(self.p2 - self.p1)

    def is_parallel_to(self, s):
        """
        平行かどうか
        Verify: http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=CGL_2_A&lang=ja
        :param Segment s:
        :return:
        """
        # 外積がゼロ
        return abs((self.p1 - self.p2).det(s.p1 - s.p2)) < EPS

    def is_orthogonal_to(self, s):
        """
        直行しているかどうか
        Verify: http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=CGL_2_A&lang=ja
        :param Segment s:
        :return:
        """
        # 内積がゼロ
        return abs((self.p1 - self.p2).dot(s.p1 - s.p2)) < EPS

    def intersects_with(self, s, allow_side=True):
        """
        交差するかどうか
        Verify: http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=CGL_2_B&lang=ja
        :param Segment s:
        :param allow_side: 端っこでギリギリ触れているのを許容するか
        """
        if self.is_parallel_to(s):
            # 並行なら線分の端点がもう片方の線分の上にあるかどうか
            return (s.p1.on_segment(self.p1, self.p2, allow_side) or
                    s.p2.on_segment(self.p1, self.p2, allow_side) or
                    self.p1.on_segment(s.p1, s.p2, allow_side) or
                    self.p2.on_segment(s.p1, s.p2, allow_side))
        else:
            # allow_side ならゼロを許容する
            det_upper = EPS if allow_side else -EPS
            ok = True
            # self の両側に s.p1 と s.p2 があるか
            ok &= (self.p2 - self.p1).det(s.p1 - self.p1) * (self.p2 - self.p1).det(s.p2 - self.p1) < det_upper
            # s の両側に self.p1 と self.p2 があるか
            ok &= (s.p2 - s.p1).det(self.p1 - s.p1) * (s.p2 - s.p1).det(self.p2 - s.p1) < det_upper
            return ok

    def closest_point(self, p):
        """
        線分上の、p に最も近い点
        :param Point p:
        """
        # p からおろした垂線までの距離
        d = (p - self.p1).dot(self.p2 - self.p1) / self.norm()
        # p1 より前
        if d < EPS:
            return self.p1
        # p2 より後
        if -EPS < d - self.norm():
            return self.p2
        # 線分上
        return Point.from_polar(d, (self.p2 - self.p1).phase()) + self.p1

    def dist(self, p):
        """
        他の点との最短距離
        :param Point p:
        """
        return abs(p - self.closest_point(p))

    def dist_segment(self, s):
        """
        他の線分との最短距離
        Verify: http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=CGL_2_D&lang=ja
        :param Segment s:
        """
        if self.intersects_with(s):
            return 0.0
        return min(
            self.dist(s.p1),
            self.dist(s.p2),
            s.dist(self.p1),
            s.dist(self.p2),
        )

    def has_point(self, p, allow_side=True):
        """
        p が線分上に乗っているかどうか
        :param Point p:
        :param allow_side: 端っこでギリギリ触れているのを許容するか
        """
        return p.on_segment(self.p1, self.p2, allow_side=allow_side)


class Polygon:
    """
    2次元空間上の多角形
    """

    def __init__(self, points):
        """
        :param list of Point points:
        """
        self.points = points

    def iter2(self):
        """
        隣り合う2点を順に返すイテレータ
        :rtype: typing.Iterator[(Point, Point)]
        """
        return zip(self.points, self.points[1:] + self.points[:1])

    def iter3(self):
        """
        隣り合う3点を順に返すイテレータ
        :rtype: typing.Iterator[(Point, Point, Point)]
        """
        return zip(self.points,
                   self.points[1:] + self.points[:1],
                   self.points[2:] + self.points[:2])

    def area(self):
        """
        面積
        Verify: http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=CGL_3_A&lang=ja
        """
        # 外積の和 / 2
        dets = []
        for p, q in self.iter2():
            dets.append(p.det(q))
        return abs(math.fsum(dets)) / 2

    def is_convex(self, allow_straight=False, allow_collapsed=False):
        """
        凸多角形かどうか
        Verify: http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=CGL_3_B&lang=ja
        :param allow_straight: 3点がまっすぐ並んでるのを許容するかどうか
        :param allow_collapsed: 面積がゼロの場合を許容するか
        """
        ccw = []
        for a, b, c in self.iter3():
            ccw.append(Point.ccw(a, b, c))
        ccw = set(ccw)
        if len(ccw) == 1:
            if ccw == {Point.CCW_CLOCKWISE}:
                return True
            if ccw == {Point.CCW_COUNTER_CLOCKWISE}:
                return True
        if allow_straight and len(ccw) == 2:
            if ccw == {Point.CCW_ONLINE_FRONT, Point.CCW_CLOCKWISE}:
                return True
            if ccw == {Point.CCW_ONLINE_FRONT, Point.CCW_COUNTER_CLOCKWISE}:
                return True
        if allow_collapsed and len(ccw) == 3:
            return ccw == {Point.CCW_ONLINE_FRONT, Point.CCW_ONLINE_BACK, Point.CCW_ON_SEGMENT}
        return False

    def has_point_on_edge(self, p):
        """
        指定した点が辺上にあるか
        :param Point p:
        :rtype: bool
        """
        for a, b in self.iter2():
            if p.on_segment(a, b):
                return True
        return False

    def contains(self, p, allow_on_edge=True):
        """
        指定した点を含むか
        Winding Number Algorithm
        https://www.nttpc.co.jp/technology/number_algorithm.html
        Verify: http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=CGL_3_C&lang=ja
        :param Point p:
        :param bool allow_on_edge: 辺上の点を許容するか
        """
        angles = []
        for a, b in self.iter2():
            if p.on_segment(a, b):
                return allow_on_edge
            angles.append(p.angle(a, b))
        # 一周以上するなら含む
        return abs(math.fsum(angles)) > EPS

    @staticmethod
    def convex_hull(points, allow_straight=False):
        """
        凸包。x が最も小さい点のうち y が最も小さい点から反時計回り。
        Graham Scan O(N log N)
        Verify: http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=CGL_4_A&lang=ja
        :param list of Point points:
        :param allow_straight: 3点がまっすぐ並んでるのを許容するかどうか
        :rtype: list of Point
        """
        points = points[:]
        points.sort(key=lambda p: (p.x, p.y))

        # allow_straight なら 0 を許容する
        det_lower = -EPS if allow_straight else EPS

        sz = 0
        #: :type: list of (Point|None)
        ret = [None] * (len(points) * 2)
        for p in points:
            while sz > 1 and (ret[sz - 1] - ret[sz - 2]).det(p - ret[sz - 1]) < det_lower:
                sz -= 1
            ret[sz] = p
            sz += 1
        floor = sz
        for p in reversed(points[:-1]):
            while sz > floor and (ret[sz - 1] - ret[sz - 2]).det(p - ret[sz - 1]) < det_lower:
                sz -= 1
            ret[sz] = p
            sz += 1
        ret = ret[:sz - 1]

        if allow_straight and len(ret) > len(points):
            # allow_straight かつ全部一直線のときに二重にカウントしちゃう
            ret = points
        return ret

    @staticmethod
    def diameter(points):
        """
        直径
        凸包構築 O(N log N) + カリパー法 O(N)
        Verify: http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=CGL_4_B&lang=ja
        :param list of Point points:
        """
        # 反時計回り
        points = Polygon.convex_hull(points, allow_straight=False)
        if len(points) == 1:
            return 0.0
        if len(points) == 2:
            return abs(points[0] - points[1])

        # x軸方向に最も遠い点対
        si = points.index(min(points, key=lambda p: (p.x, p.y)))
        sj = points.index(max(points, key=lambda p: (p.x, p.y)))
        n = len(points)

        ret = 0.0
        # 半周回転
        i, j = si, sj
        while i != sj or j != si:
            ret = max(ret, abs(points[i] - points[j]))
            ni = (i + 1) % n
            nj = (j + 1) % n
            # 2つの辺が並行になる方向にずらす
            if (points[ni] - points[i]).det(points[nj] - points[j]) > 0:
                j = nj
            else:
                i = ni
        return ret

    def convex_cut_by_line(self, line_p1, line_p2):
        """
        凸多角形を直線 line_p1-line_p2 でカットする。
        凸じゃないといけません
        Verify: http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=CGL_4_C&lang=ja
        :param line_p1:
        :param line_p2:
        :return: (line_p1-line_p2 の左側の多角形, line_p1-line_p2 の右側の多角形)
        :rtype: (Polygon|None, Polygon|None)
        """
        n = len(self.points)
        line = Line.from_segment(line_p1, line_p2)
        # 直線と重なる点
        on_line_points = []
        for i, p in enumerate(self.points):
            if line.has_point(p):
                on_line_points.append(i)

        # 辺が直線上にある
        has_on_line_edge = False
        if len(on_line_points) >= 3:
            has_on_line_edge = True
        elif len(on_line_points) == 2:
            # 直線上にある点が隣り合ってる
            has_on_line_edge = abs(on_line_points[0] - on_line_points[1]) in [1, n - 1]
        # 辺が直線上にある場合、どっちか片方に全部ある
        if has_on_line_edge:
            for p in self.points:
                ccw = Point.ccw(line_p1, line_p2, p)
                if ccw == Point.CCW_COUNTER_CLOCKWISE:
                    return Polygon(self.points[:]), None
                if ccw == Point.CCW_CLOCKWISE:
                    return None, Polygon(self.points[:])

        ret_lefts = []
        ret_rights = []
        d = line_p2 - line_p1
        for p, q in self.iter2():
            det_p = d.det(p - line_p1)
            det_q = d.det(q - line_p1)
            if det_p > -EPS:
                ret_lefts.append(p)
            if det_p < EPS:
                ret_rights.append(p)
            # 外積の符号が違う == 直線の反対側にある場合は交点を追加
            if det_p * det_q < -EPS:
                intersection = line.intersection_point(Line.from_segment(p, q))
                ret_lefts.append(intersection)
                ret_rights.append(intersection)

        # 点のみの場合を除いて返す
        l = Polygon(ret_lefts) if len(ret_lefts) > 1 else None
        r = Polygon(ret_rights) if len(ret_rights) > 1 else None
        return l, r


def closest_pair(points):
    """
    最近点対 O(N log N)
    Verify: http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=CGL_5_A&lang=ja
    :param list of Point points:
    :rtype: (float, (Point, Point))
    :return: (距離, 点対)
    """
    assert len(points) >= 2

    def _rec(xsorted):
        """
        :param list of Point xsorted:
        :rtype: (float, (Point, Point))
        """
        n = len(xsorted)
        if n <= 2:
            return xsorted[0].dist(xsorted[1]), (xsorted[0], xsorted[1])
        if n <= 3:
            # 全探索
            d = INF
            pair = None
            for p, q in itertools.combinations(xsorted, r=2):
                if p.dist(q) < d:
                    d = p.dist(q)
                    pair = p, q
            return d, pair

        # 分割統治
        # 両側の最近点対
        ld, lp = _rec(xsorted[:n // 2])
        rd, rp = _rec(xsorted[n // 2:])
        if ld <= rd:
            d = ld
            ret_pair = lp
        else:
            d = rd
            ret_pair = rp

        mid_x = xsorted[n // 2].x
        # 中央から d 以内のやつを集める
        mid_points = []
        for p in xsorted:
            # if abs(p.x - mid_x) < d:
            if abs(p.x - mid_x) - d < -EPS:
                mid_points.append(p)

        # この中で距離が d 以内のペアがあれば更新
        mid_points.sort(key=lambda p: p.y)
        mid_n = len(mid_points)
        for i in range(mid_n - 1):
            j = i + 1
            p = mid_points[i]
            q = mid_points[j]
            # while q.y - p.y < d
            while (q.y - p.y) - d < -EPS:
                pq_d = p.dist(q)
                if pq_d < d:
                    d = pq_d
                    ret_pair = p, q
                j += 1
                if j >= mid_n:
                    break
                q = mid_points[j]
        return d, ret_pair

    return _rec(list(sorted(points, key=lambda p: p.x)))


def closest_pair_randomized(points):
    """
    最近点対 乱択版 O(N)
    http://ir5.hatenablog.com/entry/20131221/1387557630
    グリッドの管理が dict だから定数倍気になる
    Verify: http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=CGL_5_A&lang=ja
    :param list of Point points:
    :rtype: (float, (Point, Point))
    :return: (距離, 点対)
    """
    n = len(points)
    assert n >= 2
    if n == 2:
        return points[0].dist(points[1]), (points[0], points[1])

    # 逐次構成法
    import random
    points = points[:]
    random.shuffle(points)

    DELTA_XY = list(itertools.product([-1, 0, 1], repeat=2))
    grid = defaultdict(list)
    delta = INF
    dist = points[0].dist(points[1])
    ret_pair = points[0], points[1]
    for i in range(2, n):
        if delta < EPS:
            return 0.0, ret_pair
        # i 番目より前までを含む grid を構築
        # if dist < delta:
        if dist - delta < -EPS:
            delta = dist
            grid = defaultdict(list)
            for a in points[:i]:
                grid[a.x // delta, a.y // delta].append(a)
        else:
            p = points[i - 1]
            grid[p.x // delta, p.y // delta].append(p)

        p = points[i]
        dist = delta
        grid_x = p.x // delta
        grid_y = p.y // delta
        # 周り 9 箇所だけ調べれば OK
        for dx, dy in DELTA_XY:
            for q in grid[grid_x + dx, grid_y + dy]:
                d = p.dist(q)
                # if d < dist:
                if d - dist < -EPS:
                    dist = d
                    ret_pair = p, q
    return min(delta, dist), ret_pair


class SegmentTree:
    # http://tsutaj.hatenablog.com/entry/2017/03/29/204841
    def __init__(self, size, fn=operator.add, default=None, initial_values=None):
        """
        :param int size:
        :param callable fn: 区間に適用する関数。引数を 2 つ取る。min, max, operator.xor など
        :param default:
        :param list initial_values:
        """
        default = default or 0

        # size 以上である最小の 2 冪を size とする
        n = 1
        while n < size:
            n *= 2
        self._size = n
        self._fn = fn

        self._tree = [default] * (self._size * 2 - 1)
        if initial_values:
            i = self._size - 1
            for v in initial_values:
                self._tree[i] = v
                i += 1
            i = self._size - 2
            while i >= 0:
                self._tree[i] = self._fn(self._tree[i * 2 + 1], self._tree[i * 2 + 2])
                i -= 1

    def set(self, i, value):
        """
        i 番目に value を設定
        :param int i:
        :param value:
        :return:
        """
        x = self._size - 1 + i
        self._tree[x] = value

        while x > 0:
            x = (x - 1) // 2
            self._tree[x] = self._fn(self._tree[x * 2 + 1], self._tree[x * 2 + 2])

    def add(self, i, value):
        """
        もとの i 番目と value に fn を適用したものを i 番目に設定
        :param int i:
        :param value:
        :return:
        """
        x = self._size - 1 + i
        self.set(i, self._fn(self._tree[x], value))

    def get(self, from_i, to_i=None, k=0, L=None, r=None):
        """
        [from_i, to_i) に fn を適用した結果を返す
        :param int from_i:
        :param int to_i:
        :param int k: self._tree[k] が、[L, r) に fn を適用した結果を持つ
        :param int L:
        :param int r:
        :return:
        """
        if to_i is None:
            return self._tree[self._size - 1 + from_i]

        L = 0 if L is None else L
        r = self._size if r is None else r

        if from_i <= L and r <= to_i:
            return self._tree[k]

        if to_i <= L or r <= from_i:
            return None

        ret_L = self.get(from_i, to_i, k * 2 + 1, L, (L + r) // 2)
        ret_r = self.get(from_i, to_i, k * 2 + 2, (L + r) // 2, r)
        if ret_L is None:
            return ret_r
        if ret_r is None:
            return ret_L
        return self._fn(ret_L, ret_r)

    def __len__(self):
        return self._size


def compress(li, origin=0):
    """
    座圧
    :param li:
    :param int origin:
    :rtype: list of int
    """
    *ret, = map({v: i + origin for i, v in enumerate(sorted(set(li)))}.__getitem__, li)
    return ret


N = int(sys.stdin.buffer.readline())
S = [list(map(int, sys.stdin.buffer.readline().split())) for _ in range(N)]

flatten = list(itertools.chain.from_iterable(S))
ranks = compress(flatten, origin=1)
MAX = max(ranks)
V = []
H = []

for x1, y1, x2, y2 in zip(*[iter(ranks)] * 4):
    if x1 == x2:
        if y1 > y2:
            y1, y2 = y2, y1
        V.append(Segment(Point(complex(x1, y1)), Point(complex(x2, y2))))
    else:
        if x1 > x2:
            x1, x2 = x2, x1
        H.append(Segment(Point(complex(x1, y1)), Point(complex(x2, y2))))

y_events = defaultdict(list)
for s in V:
    y_events[s.p1.y].append((s.p1.x, 1))
    y_events[s.p2.y + 1].append((s.p2.x, -1))

H.sort(key=lambda s: s.p1.y)
ys = sorted(y_events.keys())
yi = 0
ans = 0
st = SegmentTree(size=MAX + 100)
for s in H:
    while yi < len(ys) and ys[yi] <= s.p1.y:
        y = ys[yi]
        for x, d in y_events[y]:
            st.add(int(x), d)
        yi += 1
    ans += st.get(int(s.p1.x), int(s.p2.x + 1))
print(ans)

Submission status: Accepted

Solution code:
# https://onlinejudge.u-aizu.ac.jp/courses/library/4/CGL/all/CGL_6_A


from bisect import bisect_left, bisect_right, insort_left
from collections import deque


class BinarySearchTree:
    def __init__(self, ls: list=[]):
        '''
        C++でいうsetを実装する。二分探索木をガチで実装しようとすると大変なので、ここでは配列二分法を用いる。
        pythonの標準ライブラリがヨイショに抱っこしてくれるおかげで楽に実装できる。
        https://docs.python.org/ja/3/library/bisect.html


        ls ... 渡す初期配列
        '''
        self.bst = deque(sorted(ls))  # insertをO(1)にするためにlistの代わりにdequeを用います

    def __repr__(self):
        return f'BST:{self.bst}'

    def __len__(self):
        return len(self.bst)

    def __getitem__(self, idx):
        return self.bst[idx]

    def size(self):
        return len(self.bst)

    def insert(self, x):
        insort_left(self.bst, x)

    def remove(self, x):
        '''
        xを取り除く。xがself.bstに存在することを保証してください。
        同一のものが存在した場合は左から消していく
        '''
        del self.bst[self.find(x)]

    def bisect_left(self, x):
        '''
        ソートされた順序を保ったまま x を self.bst に挿入できる点を探し当てます。
        lower_bound in C++
        '''
        return bisect_left(self.bst, x)

    def bisect_right(self, x):
        '''
        bisect_left() と似ていますが、 self.bst に含まれる x のうち、どのエントリーよりも後ろ(右)にくるような挿入点を返します。
        upper_bound in C++
        '''
        return bisect_right(self.bst, x)

    def find(self, x):
        '''
        xのidxを探索
        '''
        idx = bisect_left(self.bst, x)
        if idx != len(self.bst) and self.bst[idx] == x:
            return idx
        raise ValueError



    # load data
N = int(input())
lines = []
for _ in range(N):
    x1, y1, x2, y2 = list(map(int, input().split()))
    # 前処理として、x1,y1を必ず下端点or左端点にする
    if y1 == y2:  # 平行線の場合
        if x1 > x2:
            x1, x2 = x2, x1
    else:  # 垂直線の場合
        if y1 > y2:
            y1, y2 = y2, y1
    lines.append((x1, y1, x2, y2))

# P409の下の方に書いてあるが、交差を判定する前に削除してしまったり、追加するまえに判定してしまったりすることを防ぐために
# うまい感じにソートするためにendpointsを導入する
# 各要素は(y,端点の種類,xで定義される)
BOTTOM = 0
LEFT = 1
RIGHT = 2
TOP = 3
# 線分の端点を必ず左下始まりにする
endpoints = []
for x1, y1, x2, y2 in lines:
    if y1 == y2:  # 平行線の場合
        endpoints.append((y1, LEFT, x1, x2))  # 左端点の追加
        endpoints.append((y2, RIGHT, x2, -1))  # 右端点の追加
    else:  # 垂直線の場合
        endpoints.append((y1, BOTTOM, x1, -1))  # 下端点の追加
        endpoints.append((y2, TOP, x2, -1))  # 下端点の追加

# yを下から走査するためにソート
endpoints.sort()

bst = BinarySearchTree()
ans = 0
for y, p_type, x, x_t in endpoints:
    # if p_type == RIGHT:
    #     continue  # 後述しますが、右端点は左端点とセットで処理するためスキップしても問題ないです

    # 以下端点の種類ごとに操作を実装
    if p_type == TOP:
        bst.remove(x)  # 上端点の場合はbstに登録してあるxを削除
    elif p_type == BOTTOM:
        bst.insert(x)  # 下端点の場合はbstにxを登録
    elif p_type == LEFT:
        s = bst.bisect_left(x)  # bstにおいて、水平線の左は何番目に大きいか
        t = bst.bisect_right(x_t)  # bstにおいて、水平線の右は何番目に大きいか(同じ値も含めて)
        ans += t - s

print(ans)

Submission status: Accepted

Solution code:
import bisect
import sys
from typing import List, Tuple, Set


class BIT(object):
    def __init__(self, n: int) -> None:
        self.tree = [0] * (n + 1)
        self.n = n

    def add(self, i: int, v: int) -> None:
        while i <= self.n:
            self.tree[i] += v
            i += i & -i

    def _sum(self, i: int) -> int:
        ret = 0
        while i:
            ret += self.tree[i]
            i -= i & -i
        return ret

    def sum(self, l: int, h: int) -> int:
        return self._sum(h) - self._sum(l - 1)


if __name__ == "__main__":
    n = int(input())
    vx: List[Tuple[int, int, int]] = []
    x_init_set: Set[int] = set()
    for _ in range(n):
        x1, y1, x2, y2 = map(lambda x: int(x), input().split())
        if x1 == x2:
            if y1 > y2:
                y1, y2 = y2, y1
            vx.append((y1, -sys.maxsize, x1))
            vx.append((y2, sys.maxsize, x1))
            x_init_set.add(x1)
        else:
            if x1 > x2:
                x1, x2 = x2, x1
            vx.append((y1, x1, x2))
    vx.sort()

    bit = BIT(len(x_init_set))
    xs = [-sys.maxsize] + sorted(x_init_set)
    ix = {v: i for i, v in enumerate(xs)}
    ans = 0

    for y, j, x2 in vx:
        if j == -sys.maxsize:
            bit.add(ix[x2], 1)
        elif j == sys.maxsize:
            bit.add(ix[x2], -1)
        else:
            i1 = bisect.bisect_left(xs, j)
            i2 = bisect.bisect(xs, x2) - 1
            ans += bit.sum(i1, i2)

    print(ans)