bzoj4539: [Hnoi2016]树
2016-04-19 12:03
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Description
小A想做一棵很大的树,但是他手上的材料有限,只好用点小技巧了。开始,小A只有一棵结点数为N的树,结点的编号为1,2,…,N,其中结点1为根;我们称这颗树为模板树。小A决定通过这棵模板树来构建一颗大树。构建过
程如下:(1)将模板树复制为初始的大树。(2)以下(2.1)(2.2)(2.3)步循环执行M次(2.1)选择两个数字a,b,
其中1<=a<=N,1<=b<=当前大树的结点数。(2.2)将模板树中以结点a为根的子树复制一遍,挂到大树中结点b的下
方(也就是说,模板树中的结点a为根的子树复制到大树中后,将成为大树中结点b的子树)。(2.3)将新加入大树
的结点按照在模板树中编号的顺序重新编号。例如,假设在进行2.2步之前大树有L个结点,模板树中以a为根的子
树共有C个结点,那么新加入模板树的C个结点在大树中的编号将是L+1,L+2,…,L+C;大树中这C个结点编号的大小
顺序和模板树中对应的C个结点的大小顺序是一致的。下面给出一个实例。假设模板树如下图:
根据第(1)步,初始的大树与模板树是相同的。在(2.1)步,假设选择了a=4,b=3。运行(2.2)和(2.3)后,得到新的
大树如下图所示
现在他想问你,树中一些结点对的距离是多少。
Input
第一行三个整数:N,M,Q,以空格隔开,N表示模板树结点数,M表示第(2)中的循环操作的次数,Q 表示询问数量。接下来N-1行,每行两个整数 fr,to,表示模板树中的一条树边。再接下来M行,每行两个整数x,to,表示将模
板树中 x 为根的子树复制到大树中成为结点to的子树的一次操作。再接下来Q行,每行两个整数fr,to,表示询问
大树中结点 fr和 to之间的距离是多少。
Output
输出Q行,每行一个整数,第 i行是第 i个询问的答案。Sample Input
5 2 31 4
1 3
4 2
4 5
4 3
3 2
6 9
1 8
5 3
Sample Output
63
3
HINT
经过两次操作后,大树变成了下图所示的形状:结点6到9之间经过了6条边,所以距离为6;类似地,结点1到8之间经过了3条边;结点5到3之间也经过了3条边。
题解:
考场上想到了,但没时间拍了,结果只剩暴力分了……
把大树缩成一棵新树,新树的每个节点是每个小子树的根,根与根之间连长度为大树上面的距离的边
然后如果要求大树上两点的距离,则先将每个点跳到所在子树的根,然后再在新树上面跳,然后就是大量的细节了……
code:
#include<cstdio> #include<iostream> #include<cmath> #include<cstring> #include<algorithm> using namespace std; typedef long long int64; char ch; bool ok; void read(int &x){ ok=0; for (ch=getchar();!isdigit(ch);ch=getchar()) if (ch=='-') ok=1; for (x=0;isdigit(ch);x=x*10+ch-'0',ch=getchar()); if (ok) x=-x; } void read(int64 &x){ ok=0; for (ch=getchar();!isdigit(ch);ch=getchar()) if (ch=='-') ok=1; for (x=0;isdigit(ch);x=x*10+ch-'0',ch=getchar()); if (ok) x=-x; } const int maxn=100000+5; const int maxm=maxn*2; int n,m,q,idx; int64 N,a,b,list[maxn]; int root[maxn],from[maxn]; struct Seg{ int tot,siz[maxn*18],son[maxn*18][2],root[maxn]; void insert(int &k,int p,int l,int r,int v){ k=++tot,siz[k]=siz[p]+1; if (l==r) return; int m=(l+r)>>1; if (v<=m) son[k][1]=son[p][1],insert(son[k][0],son[p][0],l,m,v); else son[k][0]=son[p][0],insert(son[k][1],son[p][1],m+1,r,v); } void insert(int idx,int v){insert(root[idx],root[idx-1],1,n,v);} int calc(int x,int y,int k){ x=root[x-1],y=root[y]; int l=1,r=n,m; while (l<r){ m=(l+r)>>1; if (siz[son[y][0]]-siz[son[x][0]]>=k) r=m,y=son[y][0],x=son[x][0]; else l=m+1,k-=siz[son[y][0]]-siz[son[x][0]],y=son[y][1],x=son[x][1]; } return l; } }T; int dfn[maxn],last[maxn],siz[maxn]; struct Graph2{ int tot,now[maxn],son[maxm],pre[maxm],fa[maxn][18],dep[maxn]; int64 val[maxm],dis[maxn]; void put(int a,int b,int64 c){pre[++tot]=now[a],now[a]=tot,son[tot]=b,val[tot]=c;} void add(int a,int b,int64 c){put(a,b,c),put(b,a,c);} void dfs(int u){ for (int i=0;fa[u][i];i++) fa[u][i+1]=fa[fa[u][i]][i]; for (int p=now[u],v=son[p];p;p=pre[p],v=son[p]) if (v!=fa[u][0]) fa[v][0]=u,dep[v]=dep[u]+1,dis[v]=dis[u]+val[p],dfs(v); } void dfs2(int u){ siz[u]=1,dfn[u]=++idx,T.insert(idx,u); for (int p=now[u],v=son[p];p;p=pre[p],v=son[p]) if (v!=fa[u][0]) dfs2(v),siz[u]+=siz[v]; last[u]=idx; } void prepare(){dfs(1),dfs2(1);} void swim(int &u,int h){for (int i=17;h;i--) if (h>=(1<<i)) h-=(1<<i),u=fa[u][i];} int get_lca(int u,int v){ if (dep[u]<dep[v]) swap(u,v); swim(u,dep[u]-dep[v]); if (u==v) return u; for (int i=17;i>=0;i--) if (fa[u][i]!=fa[v][i]) u=fa[u][i],v=fa[v][i]; return fa[u][0]; } int64 get_dist(int u,int v){return dis[u]+dis[v]-2*dis[get_lca(u,v)];} int find(int u,int v){ swim(u,dep[u]-dep[v]-1); return u; } }G[2]; int calc(int64 x){return lower_bound(list+1,list+idx+1,x)-list;} int main(){ read(n),read(m),read(q); for (int i=1;i<n;i++) read(a),read(b),G[0].add(a,b,1); G[0].prepare(),N=n,idx=1,root[1]=1,list[1]=N; for (int i=1;i<=m;i++){ read(a),read(b); int t=calc(b),r=root[t],bb=T.calc(dfn[r],last[r],b-list[t-1]); G[1].add(idx+1,t,G[0].dis[bb]-G[0].dis[r]+1); N+=siz[a],list[++idx]=N,root[idx]=a,from[idx]=bb; } G[1].dfs(1); for (int i=1;i<=q;i++){ read(a),read(b); int ta=calc(a),ra=root[ta],aa=T.calc(dfn[ra],last[ra],a-list[ta-1]); int tb=calc(b),rb=root[tb],bb=T.calc(dfn[rb],last[rb],b-list[tb-1]); int lca=G[1].get_lca(ta,tb); int64 res=G[0].dis[aa]-G[0].dis[ra]+G[0].dis[bb]-G[0].dis[rb]+G[1].get_dist(ta,tb); if (ta==tb) printf("%lld\n",G[0].get_dist(aa,bb)); else if (ta==lca){ int frb=from[G[1].find(tb,lca)]; printf("%lld\n",res-(G[0].dis[aa]+G[0].dis[frb]-G[0].get_dist(aa,frb)-2*G[0].dis[ra])); } else if (tb==lca){ int fra=from[G[1].find(ta,lca)]; printf("%lld\n",res-(G[0].dis[bb]+G[0].dis[fra]-G[0].get_dist(bb,fra)-2*G[0].dis[rb])); } else{ int fra=from[G[1].find(ta,lca)]; int frb=from[G[1].find(tb,lca)]; printf("%lld\n",res-(G[0].dis[fra]+G[0].dis[frb]-G[0].get_dist(fra,frb)-2*G[0].dis[root[lca]])); } } return 0; }
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