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树链剖分——树形到线性的转化
阅读量:5743 次
发布时间:2019-06-18

本文共 8484 字,大约阅读时间需要 28 分钟。

树链剖分:

树上操作并不能实现一段链的直接更新。

树链剖分就解决了这个问题。

本质上是树形到线性的转化。

通过子树,重链是一个连续的dfn区间的优秀性质,可以在dfn序列上进行操作,达到在树上操作的目的。

通常和线段树结合。

 

板子:以前写的。

 

例题:

1.遥远的国度

题目大意:

  给定一棵有根树,每个点有一个权值,提供三种操作:
  1.将x节点变为根节点
  2.将x到y路径上的点的权值全部改为v
  3.询问x的子树中点权的最小值

如果根不变,那么2、3就直接做了。

但是根变化了,随之第三问,子树就变化了。

每次重建dfn序列显然是爆炸的。

所以,就考虑让树形态根一直保持原来的不变。

每次第三问,就考虑当前的新的根对这个点子树的影响。

讨论一下:

分成三种情况 

1.new root = xx 整个子树的min就是ans 

2. lca(new root,xx) !=xx 没有影响,直接求。

 3. lca(new root,xx) =xx 找一下root在xx的哪个子树里 这个子树的补集就是解了

注意是补集,因为树的父子关系完全颠倒了。但是只有这个子树成立,别的子树还是xx的子树。(画图理解下)

 

代码:(luoguAC,bzoj WA ????!!??!!??!)(对拍也没找到错)

注意,树剖lca,最后要考虑swap(x,y),返回浅的。

#include
using namespace std;const int N=100000+10;typedef long long ll;const ll inf=(ll)21474836480;int n,m;int root;int nrt;vector
er[N];struct node{ int nxt,to;}e[N*2];int hd[N],cnt;void add(int x,int y){ e[++cnt].nxt=hd[x]; e[cnt].to=y; hd[x]=cnt;}int w[N];int top[N],son[N],siz[N],dfn[N],dfn2[N],fdfn[N],fa[N];int dep[N];int tot;//number of dfnvoid dfs1(int x,int d){ siz[x]=1; dep[x]=d; for(int i=hd[x];i;i=e[i].nxt){ int y=e[i].to; if(y!=fa[x]){ fa[y]=x; dfs1(y,d+1); if(siz[y]>siz[son[x]]){ son[x]=y; } siz[x]+=siz[y]; } }}void dfs2(int x){ dfn[x]=++tot; fdfn[tot]=x; if(!top[x]) top[x]=x; if(son[x]) er[x].push_back(son[x]),top[son[x]]=top[x],dfs2(son[x]); for(int i=hd[x];i;i=e[i].nxt){ int y=e[i].to; if(y!=fa[x]&&y!=son[x]){ er[x].push_back(y); dfs2(y); } } dfn2[x]=tot;}struct tr{ ll mi,ch; #define m(x) t[x].mi #define c(x) t[x].ch #define ls (x<<1) #define rs (x<<1|1) #define mid (l+r>>1)}t[4*N];void pushup(int x){ m(x)=min(m(ls),m(rs));}void pushdown(int x){ if(c(x)==-1) return; c(ls)=c(x);m(ls)=c(x); c(rs)=c(x);m(rs)=c(x); c(x)=-1;}void build(int x,int l,int r){ if(l==r){ m(x)=w[fdfn[l]];c(x)=-1; return; } m(x)=inf;c(x)=-1; build(ls,l,mid);build(rs,mid+1,r); pushup(x);}void chan(int x,int l,int r,int L,int R,ll k){ if(L<=l&&r<=R){ c(x)=k;m(x)=k;return; } pushdown(x); if(L<=mid) chan(ls,l,mid,L,R,k); if(mid
R) return inf; if(L<=l&&r<=R){ return m(x); } pushdown(x);ll ret=inf; if(L<=mid) ret=min(ret,query(ls,l,mid,L,R)); if(mid
dep[y]) swap(x,y); return x;}void wrk1(int x,int y,ll z){ while(top[x]!=top[y]){ if(dep[top[x]]
>1; int ss=er[x][mm]; if(dfn[ss]<=dfn[nrt]&&dfn[nrt]<=dfn2[ss]){ in=ss;break; } else if(dfn[nrt]
遥远的国度

 

2.

[LNOI2014]LCA

题意:

给出一个n个节点的有根树(编号为0到n-1,根节点为0)。

一个点的深度定义为这个节点到根的距离+1。

设dep[i]表示点i的深度,LCA(i,j)表示i与j的最近公共祖先。

有q次询问,每次询问给出l r z,求sigma_{l<=i<=r}dep[LCA(i,z)]。(即,求在[l,r]区间内的每个节点i与z的最近公共祖先的深度之和)

题解:

很巧妙的方法。

直接暴力肯定tle

对于z,可以暴力往上打标记,一直到根,对于[l,r]的数,分别往上找到的第一个标记点就是lca。

发现,lca的深度就是到根的点数。所以,如果把从z到根的路径上的点权++,那么,l,r中的i和z的lca的深度,就是i到根节点的路径上的点权和。

发现,这个结论是可逆的。就是说,如果把所有i到根节点的路径++,那么,z到根节点的路径上的值,就是这次查询的结果!!!

这样子复杂度并没有降下来。

我们转化成差分:对于一个询问,分成:[1,r] - [1,l-1]两个部分求解。

而,我们再用一个离线操作,就是把每个1~n的数,记录一下,是哪个询问的l-1或者是r

那么,我们从i=1开始更新到根的路径上的值,每次将与i有关的询问,处理一下这个询问[1,r]或者[1,l-1]的值。

最后统计做差即可。

 

代码:(脑残了pushdown竟然忘了s(ls)+=a(x)*(len)忘了乘区间长度。。。而且,,,add懒标记忘了下放!!!)

(心急不得啊。)

#include
using namespace std;typedef long long ll;const int N=50000+10;const int mod=201314;int n,m;struct node{ int nxt,to;}e[2*N];int hd[N],cnt;void add(int x,int y){ e[++cnt].nxt=hd[x]; e[cnt].to=y; hd[x]=cnt;}int fa[N],top[N],son[N],dfn[N],dep[N];int sz[N];void dfs(int x,int d){ sz[x]=1;dep[x]=d; for(int i=hd[x];i;i=e[i].nxt){ int y=e[i].to; if(y!=fa[x]){ fa[y]=x; dfs(y,d+1); sz[x]+=sz[y]; if(sz[y]>sz[son[x]]){ son[x]=y; } } }}int tot;void dfs2(int x){ dfn[x]=++tot; if(!top[x]) top[x]=x; if(son[x]) top[son[x]]=top[x],dfs2(son[x]); for(int i=hd[x];i;i=e[i].nxt){ int y=e[i].to; if(y==fa[x]||y==son[x]) continue; dfs2(y); }}struct tr{ ll sum; ll ad; #define ls x<<1 #define rs x<<1|1 #define s(x) t[x].sum #define a(x) t[x].ad}t[4*N];void build(int x,int l,int r){ if(l==r){ a(x)=0; s(x)=0;return; } s(x)=0;a(x)=0;int mid=(l+r>>1); build(ls,l,mid); build(rs,mid+1,r); s(x)=s(ls)+s(rs);}void pd(int x,int l,int r){ if(!a(x)) return; int mid=l+r>>1; s(ls)=(s(ls)+a(x)*(mid-l+1))%mod; s(rs)=(s(rs)+a(x)*(r-mid))%mod; a(ls)=(a(ls)+a(x))%mod; a(rs)=(a(rs)+a(x))%mod; a(x)=0;}void upda(int x,int l,int r,int L,int R){ if(L<=l&&r<=R){ a(x)++;s(x)+=r-l+1; a(x)%=mod;s(x)%=mod; return; } int mid=(l+r>>1); pd(x,l,r); if(L<=mid) upda(ls,l,mid,L,R); if(mid
>1); if(L<=mid) ret+=query(ls,l,mid,L,R); if(mid
q[N];void wrk1(int x){ while(top[x]!=1){ upda(1,1,n,dfn[top[x]],dfn[x]); x=fa[top[x]]; } upda(1,1,n,1,dfn[x]);}ll wrk2(int x){ ll ret=0; while(top[x]!=1){ ret+=query(1,1,n,dfn[top[x]],dfn[x]); ret%=mod; x=fa[top[x]]; } ret=(ret+query(1,1,n,1,dfn[x]))%mod; return ret;} int main(){ scanf("%d%d",&n,&m); int x,y; for(int i=2;i<=n;i++){ scanf("%d",&x);x++; add(i,x);add(x,i); } int l,r; for(int i=1;i<=m;i++){ scanf("%d%d%d",&l,&r,&qus[i].x); l++,r++,qus[i].x++; q[l-1].push_back(i); q[r].push_back(i); qus[i].l=l;qus[i].r=r; } dfs(1,1); dfs2(1); build(1,1,n); for(int i=1;i<=n;i++){ wrk1(i); for(int j=0;j
LCA

 

强制在线?:

可持久化扫描线。可持久化线段树进行区间加法。空间log^2

 

PS:还可以线段树分治+虚树的离线做法


upda:2019.5.7

加强版:

 

k次方?

理解路径+1的本质:把整个的距离差分成了每一步的距离 !(dep[x]+1)^1-dep[x]^1=1

把1换成k即可。这样每个点有一个权值,还有一个标记的贡献次数。线段树维护即可

#include
#define reg register int#define il inline#define fi first#define se second#define mk(a,b) make_pair(a,b)#define numb (ch^'0')#define pb push_back#define solid const auto &#define enter cout<
using namespace std;typedef long long ll;template
il void rd(T &x){ char ch;x=0;bool fl=false; while(!isdigit(ch=getchar()))(ch=='-')&&(fl=true); for(x=numb;isdigit(ch=getchar());x=x*10+numb); (fl==true)&&(x=-x);}template
il void output(T x){
if(x/10)output(x/10);putchar(x%10+'0');}template
il void ot(T x){
if(x<0) putchar('-'),x=-x;output(x);putchar(' ');}template
il void prt(T a[],int st,int nd){ for(reg i=st;i<=nd;++i) ot(a[i]);putchar('\n');}namespace Miracle{const int N=50005;const int mod=998244353;int n,m,k;int ad(int x,int y){ return x+y>=mod?x+y-mod:x+y;}int mul(int x,int y){ return (ll)x*y%mod;}int qm(int x,int y){ int ret=1; while(y){ if(y&1) ret=(ll)ret*x%mod; x=(ll)x*x%mod; y>>=1; } return ret;}struct node{ int nxt,to;}e[2*N];int hd[N],cnt;void add(int x,int y){ e[++cnt].nxt=hd[x]; e[cnt].to=y;hd[x]=cnt;}int fa[N],top[N],son[N],sz[N],dep[N];ll val[N];void dfs(int x,int d){ dep[x]=d; val[x]=ad(qm(d,k),mod-qm(d-1,k)); sz[x]=1; for(reg i=hd[x];i;i=e[i].nxt){ int y=e[i].to; fa[y]=x; dfs(y,d+1); sz[x]+=sz[y]; if(sz[y]>sz[son[x]]) son[x]=y; }}int dfn[N],fdfn[N],df;void dfs2(int x){ dfn[x]=++df;fdfn[df]=x; if(!top[x]) top[x]=x; if(son[x]) top[son[x]]=top[x],dfs2(son[x]); for(reg i=hd[x];i;i=e[i].nxt){ int y=e[i].to; if(y==son[x]) continue; dfs2(y); }}struct tr{ int add; int tot,sum;}t[4*N];#define ls (x<<1)#define rs (x<<1|1)#define mid ((l+r)>>1)void pushup(int x){ t[x].sum=ad(t[ls].sum,t[rs].sum);}void build(int x,int l,int r){ if(l==r){ t[x].tot=val[fdfn[l]];return; } build(ls,l,mid);build(rs,mid+1,r); t[x].tot=ad(t[ls].tot,t[rs].tot);}void tag(int x,int l,int r,int c){ t[x].sum=ad(t[x].sum,mul(t[x].tot,c)); t[x].add=ad(t[x].add,c);}void pushdown(int x,int l,int r){ if(!t[x].add) return; tag(ls,l,mid,t[x].add); tag(rs,mid+1,r,t[x].add); t[x].add=0;}void chan(int x,int l,int r,int L,int R,int c){ if(L<=l&&r<=R){ tag(x,l,r,c);return; } pushdown(x,l,r); if(L<=mid) chan(ls,l,mid,L,R,c); if(mid
mid) return query(rs,mid+1,r,L,R); if(R<=mid) return query(ls,l,mid,L,R); return ad(query(rs,mid+1,r,L,R),query(ls,l,mid,L,R));}void wrk1(int x){ while(x){ chan(1,1,n,dfn[top[x]],dfn[x],1); x=fa[top[x]]; }}int wrk2(int x){ int ret=0; while(x){ ret=ad(ret,query(1,1,n,dfn[top[x]],dfn[x])); x=fa[top[x]]; } return ret;}struct qs{ int id,pos,x; bool friend operator <(qs a,qs b){ return a.pos
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