【题意】n个点的树,有m个人同时开始走链,每一步花一秒,n个点都有观察员在ai秒观察,求每个观察员观察到的人数。

【算法】树上差分(主席树||线段树合并)

【题解】一个人的走链可以拆成u-lca和lca-v两部分,可以发现在u-lca链上的点能观察到这个人的w[x],满足所有deep[x]+w[x]相等。同理,在lca-v链上需满足deep[x]-w[x]相等。(画个图,将深度和秒数都标出来就可以得到结论了)

所以可以得到一个点观察到链u-v的条件是【在u-lca上且deep[x]+w[x]=deep[u]】或【在lca-v上且deep[x]-w[x]=deep[v]-time】,其中time=deep[u]+deep[v]-2*deep[lca]。

为了判断是否满足条件,我们可以维护数组A(针对deep[x]+w[x])和数组B(针对deep[x]-w[x])作为判断数组。对于每条链A[deep[u]]+1和B[deep[v]-time]+1,然后点x就可以直接判断满足多少链的要求。

接下来需要解决是否在u-lca或lca-v上的问题,可以运用树上差分。对于一条链,在u点标记A[deep[u]]+1的操作,在v点标记B[deep[v]-time]+1的操作,在lca标记A[deep[u]]-1的操作,在fa[lca]标记B[deep[v]-time]-1的操作(否则lca点同时满足两个要求会计算两次),标记操作需要用类似邻接表的链表接在每个节点处。

然后总的进行一次dfs,每个节点按顺序进行:统计ans[x],将标记操作,dfs子节点,ans[x]=统计ans[x]-ans[x](原)。

带图的详细题解

★注意:

1.树上差分只能是u+1,v+1,lca-2(或lca-1&&fa(lca)-1),绝对不能是lca处加,因为lca处加会影响到所有子树而不止一条链。

2.树上差分的操作顺序必须是:【统计ans】【操作标记】【DFS子节点】【统计ans-原ans】

对点x,最后统计ans是x的子树和x上面已统计的部分。减原ans相当于减掉x上面已统计的部分。

为什么必须这样做?要是在返回的时候操作标记,就会干扰父节点另一棵子树,所以必须用 [ 当前已统计的所有-x上方已统计的所有 ] 这种后统计-先统计的强操作。

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#include<cctype>
using namespace std;
int read(){
char c;int s=,t=;
while(!isdigit(c=getchar()))if(c=='-')t=-;
do{s=s*+c-'';}while(isdigit(c=getchar()));
return s*t;
}
const int maxn=;
int first[maxn],firstA[maxn],firstB[maxn],a[maxn],markA[maxn*],markB[maxn*],tot,totA,totB;
int deep[maxn],f[maxn][],ans[maxn],n,m;
struct edge{int v,w,from;}e[maxn*],A[maxn*],B[maxn*];
void insert(int u,int v){tot++;e[tot].v=v;e[tot].from=first[u];first[u]=tot;}
void insertA(int u,int v,int w){totA++;A[totA].v=v;A[totA].w=w;A[totA].from=firstA[u];firstA[u]=totA;}
void insertB(int u,int v,int w){totB++;B[totB].v=v;B[totB].w=w;B[totB].from=firstB[u];firstB[u]=totB;}
void DFS(int x,int fa){
for(int j=;(<<j)<=deep[x];j++)f[x][j]=f[f[x][j-]][j-];
for(int i=first[x];i;i=e[i].from)if(e[i].v!=fa){
deep[e[i].v]=deep[x]+;
f[e[i].v][]=x;
DFS(e[i].v,x);
}
}
int lca(int x,int y){
if(deep[x]<deep[y])swap(x,y);
int d=deep[x]-deep[y];
for(int j=;j<=;j++)if((<<j)&d)x=f[x][j];
if(x==y)return x;
for(int i=;i>=;i--)if((<<i)<=deep[x]&&f[x][i]!=f[y][i]){
x=f[x][i];y=f[y][i];
}
return f[x][];
}
void dfs(int x,int fa){
ans[x]=markA[a[x]+deep[x]]+markB[a[x]-deep[x]+n];//
for(int i=firstA[x];i;i=A[i].from){
if(A[i].w)markA[A[i].v]--;else markA[A[i].v]++;
}
for(int i=firstB[x];i;i=B[i].from){
if(B[i].w)markB[B[i].v]--;else markB[B[i].v]++;
}
for(int i=first[x];i;i=e[i].from)if(e[i].v!=fa)dfs(e[i].v,x);
ans[x]=markA[a[x]+deep[x]]+markB[a[x]-deep[x]+n]-ans[x];
}
int main(){
n=read();m=read();
for(int i=;i<n;i++){
int u=read(),v=read();
insert(u,v);insert(v,u);
}
for(int i=;i<=n;i++)a[i]=read();
DFS(,);f[][]=;
for(int i=;i<=m;i++){
int u=read(),v=read();
int w=lca(u,v);
insertA(u,deep[u],);//0plus 1minus
insertA(f[w][],deep[u],);
insertB(v,deep[u]-*deep[w]+n,);
insertB(w,deep[u]-*deep[w]+n,);
}
for(int i=firstA[];i;i=A[i].from)if(A[i].w)markA[A[i].v]--;else markA[A[i].v]++;
for(int i=firstB[];i;i=B[i].from)if(A[i].w)markB[B[i].v]--;else markB[B[i].v]++;
dfs(,);
for(int i=;i<n;i++)printf("%d ",ans[i]);printf("%d",ans[n]);
return ;
}

顺便一提主席树和线段树合并的做法。

主席树:对每个点询问子树内等于某个值的起点数和等于某个值的终点树,转化为dfs序上的区间权值询问,可以用可持久化权值线段树解决。

线段树合并:线段树下标记录关键值(和差分的两个值一样),然后从叶子往上进行线段树合并和查询,非常套路了。

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