bzoj 3572 [Hnoi2014]世界树(虚树+DP)
3572: [Hnoi2014]世界树
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Description
世界树是一棵无比巨大的树,它伸出的枝干构成了整个世界。在这里,生存着各种各样的种族和生灵,他们共同信奉着绝对公正公平的女神艾莉森,在他们的信条里,公平是使世界树能够生生不息、持续运转的根本基石。
世界树的形态可以用一个数学模型来描述:世界树中有n个种族,种族的编号分别从1到n,分别生活在编号为1到n的聚居地上,种族的编号与其聚居地的编号相
同。有的聚居地之间有双向的道路相连,道路的长度为1。保证连接的方式会形成一棵树结构,即所有的聚居地之间可以互相到达,并且不会出现环。定义两个聚居
地之间的距离为连接他们的道路的长度;例如,若聚居地a和b之间有道路,b和c之间有道路,因为每条道路长度为1而且又不可能出现环,所卧a与c之间的距
离为2。
出于对公平的考虑,第i年,世界树的国王需要授权m[i]个种族的聚居地为临时议事处。对于某个种族x(x为种族的编号),如果距离该种族最近的临时议事
处为y(y为议事处所在聚居地的编号),则种族x将接受y议事处的管辖(如果有多个临时议事处到该聚居地的距离一样,则y为其中编号最小的临时议事处)。
现在国王想知道,在q年的时间里,每一年完成授权后,当年每个临时议事处将会管理多少个种族(议事处所在的聚居地也将接受该议事处管理)。 现在这个任务交给了以智慧著称的灵长类的你:程序猿。请帮国王完成这个任务吧。
Input
第一行为一个正整数n,表示世界树中种族的个数。
接下来n-l行,每行两个正整数x,y,表示x聚居地与y聚居地之间有一条长度为1的双
向道路。接下来一行为一个正整数q,表示国王询问的年数。
接下来q块,每块两行:
第i块的第一行为1个正整数m[i],表示第i年授权的临时议事处的个数。
第i块的第二行为m[i]个正整数h[l]、h[2]、…、h[m[i]],表示被授权为临时议事处的聚居地编号(保证互不相同)。
Output
输出包含q行,第i行为m[i]个整数,该行的第j(j=1,2…,,m[i])个数表示第i年被授权的聚居地h[j]的临时议事处管理的种族个数。
Sample Input
2 1
3 2
4 3
5 4
6 1
7 3
8 3
9 4
10 1
5
2
6 1
5
2 7 3 6 9
1
8
4
8 7 10 3
5
2 9 3 5 8
Sample Output
3 1 4 1 1
10
1 1 3 5
4 1 3 1 1
HINT
N<=300000, q<=300000,m[1]+m[2]+…+m[q]<=300000
Source
【思路】
虚树+Dfs序+DP
直接在原树上进行DP的方法时间为O(nm),但注意到sigma(m)并不大。所以有了虚树这个东西 =-=
构造一棵虚树,所谓虚树即包含了给定点,并收缩了不分叉边的连通子图(顺的kuangbin的定义)。
基于构树的dfs序,两遍for可以求出每个点被谁管辖,然后再虚树上进行节点的分配。
详见代码。
【代码】
#include<map>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<vector>
#include<algorithm>
#define mp(x,y) make_pair(x,y)
using namespace std; const int N = +;
const int INF = 1e9+1e9;
const int maxd = ; vector<int> G[N];
int d[N],sz[N],dfn[N],f[N][maxd];
int n,q,dfsc; int cmp(const int &lhs,const int &rhs) { return dfn[lhs]<dfn[rhs];
}
void dfs(int u,int fa) {
dfn[u]=++dfsc;
sz[u]=;
for(int v,i=;i<G[u].size();i++) if((v=G[u][i])!=fa) {
f[v][]=u;
for(int j=;j<maxd;j++) f[v][j]=f[f[v][j-]][j-];
d[v]=d[u]+;
dfs(v,u);
sz[u]+=sz[v];
}
}
int LCA(int u,int v) {
if(d[v]>d[u]) swap(u,v);
for(int i=maxd-;i>=;i--)
if(d[f[u][i]]>=d[v]) u=f[u][i];
if(u==v) return u;
for(int i=maxd-;i>=;i--)
if(f[u][i]!=f[v][i]) u=f[u][i],v=f[v][i];
return f[u][];
}
int find(int u,int dep) {
for(int i=maxd-;i>=;i--)
if(d[f[u][i]]>=dep) u=f[u][i];
return u;
} void solve() {
int m,tot=,top=;
//static 可以声明函数内大数组
static int h[N],t[N],mem[N],st[N],val[N],father[N],w[N],ans[N];
static pair<int,int> g[N];
scanf("%d",&m);
for(int i=;i<=m;i++) {
scanf("%d",&h[i]);
mem[i]=h[i];
t[++tot]=h[i];
g[h[i]]=mp(,h[i]);
ans[h[i]]=;
}
sort(h+,h+m+,cmp);
for(int i=;i<=m;i++) {
if(!top) father[st[++top]=h[i]]=;
else {
int p=h[i],lca=LCA(p,st[top]);
for(; d[lca]<d[st[top]];--top)
if(d[st[top-]]<=d[lca])
father[st[top]]=lca;
if(st[top]!=lca) {
father[lca]=st[top];
t[++tot]=lca;
g[lca]=mp(INF,);
st[++top]=lca;
}
st[++top]=p;
father[p]=lca;
}
}
sort(t+,t+tot+,cmp);
for(int i=;i<=tot;i++) {
int p=t[i];
val[p]=sz[p];
if(i>) w[p]=d[p]-d[father[p]]; //路径长
}
//基于dfs序进行两次for 上下不同递推方向比较得最近点
for(int i=tot;i>;i--) {
int p=t[i] , fa=father[p];
g[fa]=min(mp(g[p].first+w[p],g[p].second),g[fa]); //g存储到p最近询问点的长度与编号
}
for(int i=;i<=tot;i++) {
int p=t[i] , fa=father[p];
g[p]=min(mp(g[fa].first+w[p],g[fa].second),g[p]);
}
for(int i=;i<=tot;i++) {
int p=t[i],fa=father[p];
if(i==) ans[g[p].second]+=n-sz[p]; //管辖虚树根节点的 += 原树中虚根上方的节点数
else {
int x=find(p,d[fa]+),sum=sz[x]-sz[p];
val[fa]-=sz[x];
if(g[fa].second==g[p].second) ans[g[p].second]+=sum; // fa与p同是lca式而非询问点
else {
int mid=d[p]-((g[fa].first+g[p].first+w[p])/-g[p].first); //中点距
if((g[fa].first+g[p].first+w[p])%== && g[p].second>g[fa].second) ++mid; //根据序号判断偏向于fa还是p
int y=sz[find(p,mid)]-sz[p];
ans[g[p].second] += y; //fa与p分配管辖点
ans[g[fa].second] += sum-y;
}
}
}
for(int i=;i<=tot;i++)
ans[g[t[i]].second] += val[t[i]]; //剩余未分配点
for(int i=;i<=m;i++) printf("%d ",ans[mem[i]]); puts("");
} int main() {
scanf("%d",&n);
int u,v;
for(int i=;i<n-;i++) {
scanf("%d%d",&u,&v);
G[u].push_back(v) , G[v].push_back(u);
}
d[]=; dfs(,-);
scanf("%d",&q);
while(q--) solve();
return ;
}
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