无旋 treap 的操作方式使得它天生支持维护序列、可持久化等特性。
无旋 treap 又称分裂合并 treap。它仅有两种核心操作，即为 分裂 与 合并。通过这两种操作，在很多情况下可以比旋转 treap 更方便的实现别的操作。
变量与宏定义
#define ls ch[u][0]
#define rs ch[u][1]
int cnt, rt, top;
int ch[N][2], siz[N], val[N], pai[N], rub[N];
ls: 左孩子；
rs: 右孩子；
cnt: 计数器；
rt: 根；
top: “垃圾桶”的栈顶
ch: 左右孩子，0 为左孩子，1 为右孩子；
siz: 子树大小；
val: 键值；
pai：随机的值，用于堆排序；
rub: 垃圾桶。
操作
按权值分裂
给定一个权值，小于等于该权值的分裂到左边，大于该权值的分裂到右边。
在分裂过程中也要维护二叉搜索树的性质，即当前节点左子树任意一个节点的 val 都小于等于当前节点的 val，右子树任意一个节点的 val 都大于当前节点的 val。
void split1(int u, int c, int &x, int &y) { // 按照权值分裂
if (u == 0) {
x = y = 0;
return ;
}
if (val[u] <= c) {
x = u;
split1(rs, c, rs, y);
}
else {
y = u;
split1(ls, c, x, ls);
}
pushup(u);
}
u: 当前节点；
c: 给定分裂的权值；
x: 要分裂成的左树；
y: 要分裂成的右树。
if (val[u] <= v) {
x = u;
split1(rs, c, rs, y);
}
如果当前节点的 val 小于 \(c\)，那么久把当前节点连带它的左子树一起放到 x 上，接下来向右子树搜索，若还有要接到 x 上的节点，就接到 x 的右子树上，以此来维护二叉搜索树的性质。如下图（图片来自 \(\text{OI wiki}\)）。
pushup(u); 为更新函数，后面会写。
按子树大小分裂
将前 \(k\) 个节点分成一棵树，其他节点分成一棵树。
void split2(int u, int k, int &x, int &y) { // 按照子树大小分裂
if (u == 0) {
x = y = 0;
return ;
}
pushup(u);
if (siz[ls] + 1 <= k) {
x = u;
split2(rs, k - siz[ls] - 1, rs, y);
}
else {
y = u;
split2(ls, k, x, ls);
}
pushup(u);
}
if (siz[ls] + 1 <= k) {
x = u;
split2(rs, k - siz[ls] - 1, rs, y);
}
siz[ls] + 1 是当前的节点和它的左子树的总 siz，siz 小于 \(k\)，放到左子树，x 变成 rs。
合并
两棵树合并，如果一棵树为空，则直接合并，否则，根据 pai 的大小来判断谁是父节点。
小根堆 pai 小的为父节点，大根堆 pai 大的为父节点。
int merge(int x, int y) {
if (!x || !y) {
return x + y;
}
if (pai[x] < pai[y]) {
ch[x][1] = merge(ch[x][1], y);
pushup(x);
return x;
}
else {
ch[y][0] = merge(x, ch[y][0]);
pushup(y);
return y;
}
}
注意，合并时 x 是左树，y 是右树，一定要保证左右顺序！
更新信息
void pushup(int u) {
siz[u] = siz[ls] + siz[rs] + 1;
return ;
}
删除节点
这里是删除已知权值的点，若存在多个则只删一个，删除的点将放进“垃圾桶”，当有些节点要创建时先从“垃圾桶”里找可用的点，节省空间。
void del(int c) {
int t1, t2, t3;
split1(rt, c, t1, t2);
split1(t1, c - 1, t1, t3);
rub[++ top] = t3;
t3 = merge(ch[t3][0], ch[t3][1]);
rt = merge(merge(t1, t3), t2);
}
t3 = merge(ch[t3][0], ch[t3][1]);
rt = merge(merge(t1, t3), t2);
由于相同权值的节点只删了一个，t3 可能不为空，所以还要再合并起来.
创建新节点
int New(int c) {
int u;
if (!top) {
u = ++ cnt;
}
else {
u = rub[top];
top --;
}
val[u] = c;
siz[u] = 1;
pai[u] = rand();
ls = 0, rs = 0;
return u;
}
if (!top) {
u = ++ cnt;
}
else {
u = rub[top];
top --;
}
如果“垃圾桶”里还有点，那就将这些点回收利用，否则就开新节点。
插入
先将树按照权值分裂，然后将新节点依次与左树和右树合并，merge 的顺序不要搞反了。
void insert(int c) {
int t1, t2;
split1(rt, c, t1, t2);
rt = merge(merge(t1, New(c)), t2);
}
查询排名
按照权值分裂，返回 siz[ls] + 1。
int ranking(int c) {
int t1, t2, k;
split1(rt, c - 1, t1, t2);
k = siz[t1] + 1;
rt = merge(t1, t2);
return k;
}
查询第 \(K\) 大
按照子树大小分裂即可
int K_th(int k) {
int t1, t2, t3, c;
split2(rt, k, t1, t2);
split2(t1, k - 1, t1, t3);
c = val[t3];
rt = merge(merge(t1, t3), t2);
return c;
}
查找前驱
int pre(int c) {
int t1, t2, t3, k;
split1(rt, c - 1, t1, t2);
split2(t1, siz[t1] - 1, t1, t3);
k = val[t3];
rt = merge(merge(t1, t3), t2);
return k;
}
查找后继
int nxt(int c) {
int t1, t2, t3, k;
split1(rt, c, t1, t2);
split2(t2, 1, t2, t3);
k = val[t2];
rt = merge(t1, merge(t2, t3));
return k;
}
由于 FHQ 的核心操作是分裂与合并，所以，不同于 treap，它可以方便的进行区间操作。
模板
struct FHQ {
int cnt, rt, top;
int ch[N][2], siz[N], val[N], pai[N], rub[N];
void pushup(int u) {
siz[u] = siz[ls] + siz[rs] + 1;
return ;
}
int New(int c) {
int u;
if (!top) {
u = ++ cnt;
}
else {
u = rub[top];
top --;
}
val[u] = c;
siz[u] = 1;
pai[u] = rand();
ls = 0, rs = 0;
return u;
}
void split1(int u, int c, int &x, int &y) { // 按照权值分裂
if (u == 0) {
x = y = 0;
return ;
}
if (val[u] <= c) {
x = u;
split1(rs, c, rs, y);
}
else {
y = u;
split1(ls, c, x, ls);
}
pushup(u);
}
void split2(int u, int k, int &x, int &y) { // 按照子树大小分裂
if (u == 0) {
x = y = 0;
return ;
}
pushup(u);
if (siz[ls] + 1 <= k) {
x = u;
split2(rs, k - siz[ls] - 1, rs, y);
}
else {
y = u;
split2(ls, k, x, ls);
}
pushup(u);
}
int merge(int x, int y) {
if (!x || !y) {
return x + y;
}
if (pai[x] < pai[y]) {
ch[x][1] = merge(ch[x][1], y);
pushup(x);
return x;
}
else {
ch[y][0] = merge(x, ch[y][0]);
pushup(y);
return y;
}
}
void insert(int c) {
int t1, t2;
split1(rt, c, t1, t2);
rt = merge(merge(t1, New(c)), t2);
}
void del(int c) {
int t1, t2, t3;
split1(rt, c, t1, t2);
split1(t1, c - 1, t1, t3);
rub[++ top] = t3;
t3 = merge(ch[t3][0], ch[t3][1]);
rt = merge(merge(t1, t3), t2);
}
int ranking(int c) {
int t1, t2, k;
split1(rt, c - 1, t1, t2);
k = siz[t1] + 1;
rt = merge(t1, t2);
return k;
}
int K_th(int k) {
int t1, t2, t3, c;
split2(rt, k, t1, t2);
split2(t1, k - 1, t1, t3);
c = val[t3];
rt = merge(merge(t1, t3), t2);
return c;
}
int pre(int c) {
int t1, t2, t3, k;
split1(rt, c - 1, t1, t2);
split2(t1, siz[t1] - 1, t1, t3);
k = val[t3];
rt = merge(merge(t1, t3), t2);
return k;
}
int nxt(int c) {
int t1, t2, t3, k;
split1(rt, c, t1, t2);
split2(t2, 1, t2, t3);
k = val[t2];
rt = merge(t1, merge(t2, t3));
return k;
}
};
