DFS spanning tree【贪心+树链剖分】

旧时模样 提交于 2020-03-08 03:01:13

题目链接 HDU - 4582


在开始解决这个问题之前,我们来解决如下一个问题:

  • 有一段总长度为N的连续点集,现在给出M个区间段[Li, Ri]使得每个区间段中至少有一个点被染色,问最少需要染色多少个结点?(使用Nlog时间复杂度)

 解:这个问题其实是一个贪心的过程,譬如说,我们先对R区间升序排序,然后呢,对于每个Li,我们只要知道它是否是在现在的已有的R区间包含内的,就可知道是否是需要新添加点的了。

 

回到这道题目上来,题意:有N个点构成的树,先给出N-1条树上的边,再给出M-N+1条我们需要查询的边,使得查询边与原树边构成的环上至少有一条边在树上。

  那么,这问题岂不是跟之前提出的问题那么相像呢?就是所谓区间应该如何定义?

  给出的M-N+1条“查询边”,我们可以定义为原树上的长链,于是乎,就是对这些长链进行之前的染色问题即可了,但是由于是在树上的,这时候应该如何等效过去呢?

  首先,升序排序,我对于每条边的头结点进行按照深度的降序排列,保证了贪心的思路跟上是一样的,最深的是一定要取的。

  其次,是查询了,怎么知道区间内的点是否被染色了?这里我很简单的使用了树链剖分来解决这个问题,虽然好像直接暴力搜也没有问题(好像,没试过),我用树链剖分来解决查询这个长链是否有边被染色过了,以及给边染色。

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <string>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <limits>
#include <vector>
#include <stack>
#include <queue>
#include <set>
#include <map>
#include <bitset>
//#include <unordered_map>
//#include <unordered_set>
#define lowbit(x) ( x&(-x) )
#define pi 3.141592653589793
#define e 2.718281828459045
#define INF 0x3f3f3f3f
#define HalF (l + r)>>1
#define lsn rt<<1
#define rsn rt<<1|1
#define Lson lsn, l, mid
#define Rson rsn, mid+1, r
#define QL Lson, ql, qr
#define QR Rson, ql, qr
#define myself rt, l, r
#define MP(a, b) make_pair(a, b)
using namespace std;
typedef unsigned long long ull;
typedef unsigned int uit;
typedef long long ll;
const int maxN = 2e3 + 7;
int N, M, head[maxN], cnt;
struct Eddge
{
    int nex, to;
    Eddge(int a=-1, int b=0):nex(a), to(b) {}
}edge[maxN << 1];
inline void addEddge(int u, int v)
{
    edge[cnt] = Eddge(head[u], v);
    head[u] = cnt++;
}
inline void _add(int u, int v) { addEddge(u, v); addEddge(v, u); }
int deep[maxN], root[maxN], siz[maxN], Wson[maxN];
void dfs_1(int u, int fa)
{
    root[u] = fa; deep[u] = deep[fa] + 1; Wson[u] = 0; siz[u] = 1;
    int maxx = -1;
    for(int i=head[u], v; ~i; i=edge[i].nex)
    {
        v = edge[i].to;
        if(v == fa) continue;
        dfs_1(v, u);
        siz[u] += siz[v];
        if(maxx < siz[v])
        {
            maxx = siz[v];
            Wson[u] = v;
        }
    }
}
int tot, id[maxN], top[maxN];
void dfs_2(int u, int topy)
{
    id[u] = ++tot;
    top[u] = topy;
    if(Wson[u]) dfs_2(Wson[u], topy);
    for(int i=head[u], v; ~i; i=edge[i].nex)
    {
        v = edge[i].to;
        if(v == root[u] || v == Wson[u]) continue;
        dfs_2(v, v);
    }
}
struct Line
{
    int tp, tail;
    Line(int a=0, int b=0):tp(a), tail(b) {}
    friend bool operator < (Line e1, Line e2) { return deep[e1.tp] > deep[e2.tp]; }
} L[20005];
int tree[maxN << 2];
void buildTree(int rt, int l, int r)
{
    tree[rt] = 0; if(l == r) return;
    int mid = HalF;
    buildTree(Lson); buildTree(Rson);
}
int query(int rt, int l, int r, int ql, int qr)
{
    if(ql <= l && qr >= r) return tree[rt];
    int mid = HalF;
    if(qr <= mid) return query(QL);
    else if(ql > mid) return query(QR);
    else return query(QL) + query(QR);
}
void update(int rt, int l, int r, int qx)
{
    tree[rt]++;
    if(l == r) return;
    int mid = HalF;
    if(qx <= mid) update(Lson, qx);
    else update(Rson, qx);
}
inline int Range_Query(int x, int y)
{
    int sum = 0;
    while(top[x] ^ top[y])
    {
        if(deep[top[x]] < deep[top[y]]) swap(x, y);
        sum += query(1, 1, N, id[top[x]], id[x]);
        x = root[top[x]];
    }
    if(x ^ y)
    {
        if(deep[x] < deep[y]) swap(x, y);
        sum += query(1, 1, N, id[Wson[y]], id[x]);
    }
    return sum;
}
inline int Point_update(int x, int y)
{
    int pp = 0;
    while(top[x] ^ top[y])
    {
        if(deep[top[x]] < deep[top[y]]) swap(x, y);
        pp = top[x];
        x = root[top[x]];
    }
    if(x ^ y)
    {
        if(deep[x] < deep[y]) swap(x, y);
        pp = Wson[y];
    }
    return pp;
}
inline void init()
{
    cnt = tot = 0;
    for(int i=1; i<=N; i++) head[i] = -1;
}
int main()
{
    while(scanf("%d%d", &N, &M) && (N | M))
    {
        init();
        M -= N - 1;
        for(int i=1, u, v; i<N; i++)
        {
            scanf("%d%d", &u, &v);
            _add(u, v);
        }
        deep[0] = 0;
        dfs_1(1, 0);
        dfs_2(1, 1);
        buildTree(1, 1, N);
        for(int i=1; i<=M; i++)
        {
            scanf("%d%d", &L[i].tp, &L[i].tail);
            if(deep[L[i].tp] > deep[L[i].tail]) swap(L[i].tp, L[i].tail);
        }
        sort(L + 1, L + M + 1);
        int ans = 0;
        for(int i=1, pos; i<=M; i++)
        {
            if(Range_Query(L[i].tp, L[i].tail)) continue;
            ans++;
            pos = Point_update(L[i].tp, L[i].tail);
            update(1, 1, N, id[pos]);
        }
        printf("%d\n", ans);
    }
    return 0;
}

 

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