洛谷 P3806 【模板】点分治1

断了今生、忘了曾经 提交于 2020-03-12 07:28:52

原题链接

题目描述

给定一棵有n个点的树

询问树上距离为k的点对是否存在。

输入输出格式

输入格式:

 

n,m 接下来n-1条边a,b,c描述a到b有一条长度为c的路径

接下来m行每行询问一个K

 

输出格式:

 

对于每个K每行输出一个答案,存在输出“AYE”,否则输出”NAY”(不包含引号)

 

输入输出样例

输入样例#1: 复制
2 1
1 2 2
2
输出样例#1: 复制
AYE

说明

对于30%的数据n<=100

对于60%的数据n<=1000,m<=50

对于100%的数据n<=10000,m<=100,c<=10000,K<=10000000

题解

我们先随意指定一个根rt,将这棵树转化成有根树

不难发现树上的路径分为两类, 经过根节点rt的路径和包含于rt的某棵子树里(不经过rt)的

对于前者, 我们用 $dis[u]$ 表示结点 $u$ 到根节点 $rt$ 的路径长度, 则u到v的路径长即为 $dis[u]+dis[v]$

对于后者, 既然 $u$ 到 $v$ 的路径包含在 $rt$ 的某个子树内, 那么我们就找到这棵子树的根,再对他求一次第一类路径

这样分治的思想就很明显了

就是把原来的树分成很多小的子树,并对每个子树分别求解第一类路径

点分治过程中,每一层的所有递归过程合计对每个点处理一次, 假设共递归T层,则总时间复杂度为 $O(T*N)$

然而,如果树退化成一条链, 那么递归层数就是 $T=n$ ,总时间复杂度为 $O(N^2)$

这样显然不能承受,所以我们要让树的层数经量少 这里就要找树的重心

maxp[u] (max_part的简写)表示删除结点u后产生的子树中,最大的那棵的大小

则树的重心就是maxp[]值最小的那个节点

//sum是当前子树的总结点数,size[u]是以u为根的子树大小
void getrt(int u,int fa)
{
    size[u]=1; maxp[u]=0;
    for(int i=head[u];i;i=E[i].nxt)
    {
        int v=E[i].v;
        if(v==fa||vis[v])continue;
        getrt(v,u);//先递归得到子树大小
        size[u]+=size[v];
        maxp[u]=max(maxp[u],size[v]);//更新u结点的maxp
    }
    maxp[u]=max(maxp[u],sum-size[u]);
    if(maxp[u]<maxp[rt]) rt=u;//更新当前子树的重心
}

 

我们在点分治过程中每次选取子树的重心为子树的树根进行处理, 这样总的递归深度不会超过 $logN$ , 整个点分治的时间复杂度也就保证了 $O(NlogN)$


(update:3.1 回来翻以前发的题解发现评论区有挺多说calc这里没看懂,于是再尽量补充一些)

回到本题,询问可以离线记录并直接在分治过程中处理

设当前根为 $rt$ ,他的子树为 $v_1,v_2……v_t$ , 假设当前处理的子树为 $v_i$ ,求出 $v_i$ 中每个结点到 $rt$ 的距离 $dis$ 并保存于 $rem$ 数组

令 $judge[dis]$ 表示在子树 $v_1$ ~ $v_{i-1}$ 中是否存在某个节点到 $rt$ 距离为 $dis$

遍历每个离线记录的询问,对每个询问遍历一次当前子树的 $rem$ , 若当前询问距离为 $query[k]$ ,遍历到的子树 $v_i$ 中某个结点到 $rt$ 距离为 $rem[j]$ ,如果 $judge[query[k]-rem[j]]==1$ ,则代表此询问的路径存在

再具体点解释这段话操作的含义,就是用子树 $v_i$ 中某个结点与子树 $v_1$ ~ $v_{i-1}$ 中某个节点两两配对,检查是否存在长度为 $query[k]$ 的路径

像这样配对完后将这棵子树的 $rem$ (即子树 $v_i$ 中每个节点到 $rt$ 的 $dis$ )一起保存进 $judge$ 数组,继续下一个子树 $v_{i+1}$ 的处理

当以rt为根的树查询完后清空judge数组, 然后对其他子树进行分治

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<queue>
#include<cstring>
#include<cstdio>
using namespace std;

int read()
{
    int f=1,x=0;
    char ss=getchar();
    while(ss<'0'||ss>'9'){if(ss=='-')f=-1;ss=getchar();}
    while(ss>='0'&&ss<='9'){x=x*10+ss-'0';ss=getchar();}
    return f*x;
}

const int inf=10000000;
const int maxn=100010;
int n,m;
struct node{int v,dis,nxt;}E[maxn<<1];
int tot,head[maxn];
int maxp[maxn],size[maxn],dis[maxn],rem[maxn];
int vis[maxn],test[inf],judge[inf],q[maxn];
int query[1010];
int sum,rt;
int ans;

void add(int u,int v,int dis)
{
    E[++tot].nxt=head[u];
    E[tot].v=v;
    E[tot].dis=dis;
    head[u]=tot;
}

void getrt(int u,int pa)
{
    size[u]=1; maxp[u]=0;
    for(int i=head[u];i;i=E[i].nxt) 
    {
        int v=E[i].v;
        if(v==pa||vis[v]) continue;
        getrt(v,u);
        size[u]+=size[v];
        maxp[u]=max(maxp[u],size[v]);
    }
    maxp[u]=max(maxp[u],sum-size[u]);
    if(maxp[u]<maxp[rt]) rt=u;
}

void getdis(int u,int fa)
{
    rem[++rem[0]]=dis[u];
    for(int i=head[u];i;i=E[i].nxt)
    {
        int v=E[i].v;
        if(v==fa||vis[v])continue;
        dis[v]=dis[u]+E[i].dis;
        getdis(v,u);
    }
}

void calc(int u)
{
    int p=0;
    for(int i=head[u];i;i=E[i].nxt)
    {
        int v=E[i].v;
        if(vis[v])continue;
        rem[0]=0; dis[v]=E[i].dis;
        getdis(v,u);//处理u的每个子树的dis

        for(int j=rem[0];j;--j)//遍历当前子树的dis
        for(int k=1;k<=m;++k)//遍历每个询问
        if(query[k]>=rem[j])
        test[k]|=judge[query[k]-rem[j]];
        //如果query[k]-rem[j]d的路径存在就标记第k个询问

        for(int j=rem[0];j;--j)//保存出现过的dis于judge
        q[++p]=rem[j],judge[rem[j]]=1;
    }
    for(int i=1;i<=p;++i)//处理完这个子树就清空judge
    judge[q[i]]=0;//特别注意一定不要用memset,会T

}

void solve(int u)
{   
    //judge[i]表示到根距离为i的路径是否存在
    vis[u]=judge[0]=1; calc(u);//处理以u为根的子树
    for(int i=head[u];i;i=E[i].nxt)//对每个子树进行分治
    {
        int v=E[i].v;
        if(vis[v])continue;
        sum=size[v]; maxp[rt=0]=inf;
        getrt(v,0); solve(rt);//在子树中找重心并递归处理
    }
}

int main()
{
    n=read();m=read();
    for(int i=1;i<n;++i)
    {
        int u=read(),v=read(),dis=read();
        add(u,v,dis);add(v,u,dis);
    }
    for(int i=1;i<=m;++i)
    query[i]=read();//先记录每个询问以离线处理

    maxp[rt]=sum=n;//第一次先找整棵树的重心
    getrt(1,0); 
    solve(rt);//对树进行点分治

    for(int i=1;i<=m;++i)
    {
        if(test[i]) printf("AYE\n");
        else printf("NAY\n");
    }
    return 0;
}

 

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