AtCoder - 3913 XOR Tree
Problem Statement
You are given a tree with N vertices. The vertices are numbered 0 through N−1, and the edges are numbered 1 through N−1. Edge i connects Vertex xi and yi, and has a value ai. You can perform the following operation any number of times:
- Choose a simple path and a non-negative integer x, then for each edge e that belongs to the path, change ae by executing ae←ae⊕x (⊕ denotes XOR).
Your objective is to have ae=0 for all edges e. Find the minimum number of operations required to achieve it.
Constraints
- 2≤N≤105
- 0≤xi,yi≤N−1
- 0≤ai≤15
- The given graph is a tree.
- All input values are integers.
Input
Input is given from Standard Input in the following format:
N
x1 y1 a1
x2 y2 a2
:
xN−1 yN−1 aN−1
Output
Find the minimum number of operations required to achieve the objective.
Sample Input 1
5
0 1 1
0 2 3
0 3 6
3 4 4
Sample Output 1
3
The objective can be achieved in three operations, as follows:
- First, choose the path connecting Vertex 1,2, and x=1.
- Then, choose the path connecting Vertex 2,3, and x=2.
- Lastly, choose the path connecting Vertex 0,4, and x=4.
Sample Input 2
2
1 0 0
Sample Output 2
0 (我什么时候能做ATCODER 1000分题了2333)
首先路径异或x 等于 路径两个端点到 树根 的路径 分别异或x,因为lca以上的边被异或了两次,所以就相当于路径异或。
于是我们不妨把 从点i到根的路径异或x 叫做一次 基本操作,然后我们随便选一个点当根,最后所有边都为0 需要满足:
除了根节点以外,涉及一个点i的所有基本操作的x(一个点i会被在j产生的基本操作涉及当且仅当i是j的祖先)的异或和等于 i到父亲的边。 当然我们知道,两次x一样的基本操作是可以合并为 一个 题目中描述的操作的,那么我们先假设不知道这个,而是贪心的让基本操作次数最少。
那么如何让基本操作次数最少呢?
发现一个节点x的儿子son这颗子树对它的影响始终是 val(x,son) ,所以我们可以让每个节点只操作一次,取它所有邻接的边 异或起来的值(如果是0当然可以不操作)。
于是就得到了 基本操作最少的 方案, 并且这个方案是唯一的,因为从子树到根每一步都是唯一的。 但是如果可以合并的话,反例就很好找了: 1,4,5. 不能合并的话只能三步达成,但是合并的话,可以 1,4,5->0,5,5->0,0,0,两步就行了。
不过我们可以很容易的发现,如果很多点的操作x一样,可以先把这些一样的x合并起来,这样答案总是最优的。
这样之后,剩下的操作x互不相同,且1<=x<=15 (0没有意义),很容易想到用 状态压缩下的dp来解决。但是状态之间可能有后效性,所以这个时候就不能
直接在DAG上dp了,要跑spfa。 所以最后我们枚举哪个点是根(也就是哪个点的 邻接的边的异或和 可以不计入统计),更新一下答案的最小值即可。
#include<bits/stdc++.h>
#define ll long long
using namespace std;
const int maxn=100005;
int val[maxn*20],hd[maxn],n,m;
int to[maxn*20],ne[maxn*20],num,S;
int XS[maxn],now,ci[20],d[maxn],C[233];
inline void add(int x,int y,int z){ to[++num]=y,ne[num]=hd[x],hd[x]=num,val[num]=z;} inline void build(){
for(int i=1;i<ci[15];i++)
for(int j=1;j<=15;j++) if(ci[j-1]&i){
now=i^ci[j-1],add(now,i,1);
for(int k=1;k<=15;k++) if(ci[k-1]&now) add(now^ci[k-1]^ci[(j^k)-1],i,1+((now&ci[(j^k)-1])?1:0));
}
} inline void spfa(){
queue<int> q; bool v[maxn];
memset(d,0x3f,sizeof(d));
memset(v,0,sizeof(v));
d[0]=0,q.push(0),v[0]=1; int x;
while(!q.empty()){
x=q.front(),q.pop();
for(int i=hd[x];i;i=ne[i]) if(d[x]+val[i]<d[to[i]]){
d[to[i]]=d[x]+val[i];
if(!v[to[i]]) v[to[i]]=1,q.push(to[i]);
}
v[x]=0;
}
} inline void init(){
ci[0]=1;
for(int i=1;i<=15;i++) ci[i]=ci[i-1]<<1; build();
spfa();
} inline void solve(){
int uu,vv,ww,ans=1<<30;
scanf("%d",&n);
for(int i=1;i<n;i++){
scanf("%d%d%d",&uu,&vv,&ww);
uu++,vv++,XS[uu]^=ww,XS[vv]^=ww;
} for(int i=1;i<=n;i++) C[XS[i]]++;
for(int i=1;i<=n;i++){
C[XS[i]]--; S=0,now=0;
for(int j=1;j<=15;j++){
now+=C[j]>>1;
S|=(C[j]&1)*ci[j-1];
}
now+=d[S];
ans=min(ans,now); C[XS[i]]++;
} printf("%d\n",ans);
} int main(){
init();
solve();
return 0;
}
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