【BZOJ-2286】消耗战虚树 + 树形DP

2286: [Sdoi2011消耗战

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Description

在一场战争中，战场由n个岛屿和n-1个桥梁组成，保证每两个岛屿间有且仅有一条路径可达。现在，我军已经侦查到敌军的总部在编号为1的岛屿，而且他们已经没有足够多的能源维系战斗，我军胜利在望。已知在其他k个岛屿上有丰富能源，为了防止敌军获取能源，我军的任务是炸毁一些桥梁，使得敌军不能到达任何能源丰富的岛屿。由于不同桥梁的材质和结构不同，所以炸毁不同的桥梁有不同的代价，我军希望在满足目标的同时使得总代价最小。

侦查部门还发现，敌军有一台神秘机器。即使我军切断所有能源之后，他们也可以用那台机器。机器产生的效果不仅仅会修复所有我军炸毁的桥梁，而且会重新随机资源分布（但可以保证的是，资源不会分布到1号岛屿上）。不过侦查部门还发现了这台机器只能够使用m次，所以我们只需要把每次任务完成即可。

Input

第一行一个整数n，代表岛屿数量。

接下来n-1行，每行三个整数u,v,w，代表u号岛屿和v号岛屿由一条代价为c的桥梁直接相连，保证1<=u,v<=n且1<=c<=100000。

第n+1行，一个整数m，代表敌方机器能使用的次数。

接下来m行，每行一个整数k_i，代表第i次后，有k_i个岛屿资源丰富，接下来k个整数h₁,h₂,…h_k，表示资源丰富岛屿的编号。

Output

输出有m行，分别代表每次任务的最小代价。

Sample Input

10
1 5 13
1 9 6
2 1 19
2 4 8
2 3 91
5 6 8
7 5 4
7 8 31
10 7 9
3
2 10 6
4 5 7 8 3
3 9 4 6

Sample Output

12
32
22

HINT

对于100%的数据，2<=n<=250000,m>=1,sigma(ki)<=500000,1<=ki<=n-1

Source

Stage2 day2

Solution

虚树+树形DP

先看虚树...

一点个人的理解：

给定的树上有很多节点比较无用，会影响复杂度，所以我们需要把它们的影响降低，那么我们就建出一棵包含所有特殊点的，以及一些必要的LCA的虚树，使得里面的点数尽量的少

大体的构建需要栈 + LCA + dfs序

首先对给出的树求出dfs序，然后将给出的特殊点按dfs序从小到大排序；

然后用一个栈去维护，退栈和虚树连边是相结合的，这个栈中元素的意义：当前点在原树中到根的路径上在虚树上的点

排序之后，从左到右加点，假设当前要入栈的节点$x$,与当前栈顶LCA为$y$,当$x$被加入后，栈中所有深度>$y$的点需要退栈，这时候就对应连边

一个栗子（转）：

为了方便，假定dfs序和编号是一样的，红色点为特殊点

那么我们模拟一下虚树的构造过程，

首先按照dfs序，我们加入3，此时stack{3}

然后加入5，栈顶为3，它们的LCA为2，这时候开始退栈，发现deep[3]>deep[2]所以把3退栈，这时候2-->3连边

然后2入栈，此时stack{2}

然后5入栈，此时stack{2,5}

然后考虑6，栈顶为5，它们的LCA为2，这时候开始退栈，发现deep[5]>deep[2]那么把5退栈，这时候2-->5连边

然后考虑2入栈，发现栈顶为2，那么2不入栈

然后5入栈，此时stack{2,6}

依次退栈2-->6连边。

大体的建树操作：

bool cmp(int x,int y) {return dfn[x]<dfn[y];}

struct RoadNode{int next,to;}road[MAXN<<];

int last[MAXN],tot;

void AddRoad(int u,int v) {tot++; road[tot].next=last[u]; last[u]=tot; road[tot].to=v;}

void InsertRoad(int u,int v) {if (u==v) return; AddRoad(u,v);}

int a[MAXN],tp,st[MAXN],top;

void MakeTree(int K)

{

    tot=;

    sort(a+,a+K+,cmp);

    tp=; a[++tp]=a[];

    for (int i=; i<=K; i++) if (LCA(a[tp],a[i])!=a[tp]) a[++tp]=a[i];

    st[++top]=;

    for (int i=; i<=tp; i++)

        {

            int now=a[i],lca=LCA(now,st[top]);

            while (top)

                {

                    if (deep[lca]>=deep[st[top-]])

                        {

                            InsertRoad(lca,st[top--]);

                            if (st[top]!=lca) st[++top]=lca;

                            break;

                        }

                    InsertRoad(st[top-],st[top]); top--;

                }

            if (st[top]!=now) st[++top]=now;

        }

    while (--top) InsertRoad(st[top],st[top+]);

}

MakeTree

这道题就是建出虚树，然后再虚树上进行DP，这道题是简单DP，就不细说了

Code

#include<iostream>

#include<cstdio>

#include<cstring>

#include<algorithm>

#include<cmath>

using namespace std;

int read()

{

    int x=,f=; char ch=getchar();

    while (ch<'' || ch>'') {if (ch=='-') f=-; ch=getchar();}

    while (ch>='' && ch<='') {x=x*+ch-''; ch=getchar();}

    return x*f;

}

#define MAXN 300010

#define LL long long

int N,M,K;

struct EdgeNode{int next,to,val;}edge[MAXN<<];

int head[MAXN],cnt;

void AddEdge(int u,int v,int w) {cnt++; edge[cnt].next=head[u]; head[u]=cnt; edge[cnt].to=v; edge[cnt].val=w;}

void InsertEdge(int u,int v,int w) {AddEdge(u,v,w); AddEdge(v,u,w);}

int deep[MAXN],dfn[MAXN],father[MAXN][],t;

LL minn[MAXN];

void DFS(int now,int last)

{

    dfn[now]=++t;

    for (int i=; i<=; i++)

        if (deep[now]>=(<<i))

            father[now][i]=father[father[now][i-]][i-];

        else break;

    for (int i=head[now]; i; i=edge[i].next)

        if (edge[i].to!=last)

            {

                minn[edge[i].to]=min(minn[now],(LL)edge[i].val);

                deep[edge[i].to]=deep[now]+;

                father[edge[i].to][]=now;

                DFS(edge[i].to,now);

            }

}

int LCA(int x,int y)

{

    if (deep[x]<deep[y]) swap(x,y);

    int dd=deep[x]-deep[y];

    for (int i=; i<=; i++)

        if (dd&(<<i)) x=father[x][i];

    for (int i=; i>=; i--)

        if (father[x][i]!=father[y][i])

            x=father[x][i],y=father[y][i];

    if (x==y) return x; else return father[x][];

}

bool cmp(int x,int y) {return dfn[x]<dfn[y];}

struct RoadNode{int next,to;}road[MAXN<<];

int last[MAXN],tot;

void AddRoad(int u,int v) {tot++; road[tot].next=last[u]; last[u]=tot; road[tot].to=v;}

void InsertRoad(int u,int v) {if (u==v) return; AddRoad(u,v);}

int a[MAXN],tp,st[MAXN],top;

void MakeTree(int K)

{

    tot=;

    sort(a+,a+K+,cmp);

    tp=; a[++tp]=a[];

    for (int i=; i<=K; i++) if (LCA(a[tp],a[i])!=a[tp]) a[++tp]=a[i];

    st[++top]=;

    for (int i=; i<=tp; i++)

        {

            int now=a[i],lca=LCA(now,st[top]);

            while (top)

                {

                    if (deep[lca]>=deep[st[top-]])

                        {

                            InsertRoad(lca,st[top--]);

                            if (st[top]!=lca) st[++top]=lca;

                            break;

                        }

                    InsertRoad(st[top-],st[top]); top--;

                }

            if (st[top]!=now) st[++top]=now;

        }

    while (--top) InsertRoad(st[top],st[top+]);

}

LL f[MAXN];

void DP(int now)

{

    f[now]=minn[now];

    LL tmp=;

    for (int i=last[now]; i; i=road[i].next)

        DP(road[i].to),tmp+=f[road[i].to];

    last[now]=;

    if (tmp==) f[now]=minn[now]; else f[now]=min(tmp,f[now]);

}

int main()

{

    N=read();

    for (int x,y,z,i=; i<=N-; i++) x=read(),y=read(),z=read(),InsertEdge(x,y,z);

    minn[]=1LL<<;

    DFS(,);

    M=read();

    while (M--)

        {

            K=read();

            for (int i=; i<=K; i++) a[i]=read();

            MakeTree(K);

            DP();

            printf("%lld\n",f[]);

        }

    return ;

}