树链剖分入门-Hdu3966 Aragorn's Story

时间:2024-03-26 16:34:26

AC通道:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=3966

[题目大意]

  一棵树上每个点有权值,每次支持三种操作:给[a,b]路径上的所有节点的权值加上k,给[a,b]路径上的所有节点的权值减去k,以及询问a的权值.

[分析]

  这是一道树链剖分模板题.

  树链剖分,就是将树化成了许多链,将这些链用数据结构保存起来,再去维护这个数据结构.

  假设给的树就是一条链,这道题当然很好办:直接将链用线段树存了,因为[a,b]的路径在线段树上也是连续的一段,那么修改一段就是log(n)的,询问节点也可以log(n)完成.

  但是给的是一棵树,树上两点间的路径虽然也是唯一确定的,但是在线段树上就不一定是连续的一段了.  

  于是乎,就需要一种将每条树上路径分成若干个连续段的算法.

  这就是树链剖分了.

  

  首先定义一下重儿子的概念:v是u的重儿子,当且仅当size(v)>=size(v')对于任意u的儿子v'成立.就是u的儿子中所在子树最大的儿子.

  树链剖分将树分成重链和轻边,重链指的是每个节点与其重儿子相连,其重儿子再与其重孙子相连得到的链.轻边就是连接重链的边.

  [我这儿没图....要图找别人:http://blog.sina.com.cn/s/blog_7a1746820100wp67.html 这个图其实也长得不怎么好看]

  通过这样一个划分,就有了优美的性质:任意两点间的路径上最多有log(n)条重链.

  然后就可以将重链上的点连续地存进线段树中,每次将路径划分成若干个重链的部分来处理就可以了.

  这样下来每条路径处理就是log(n)*log(n)的.

  具体步骤:

    首先一遍dfs.处理出一些东西:每个节点子树的大小->每个点的重儿子,每个点的深度[这个在划分路径的时候有用],每个节点的父节点.

    然后再一遍dfs.给每个点标号,注意将重链的编号连续,同时记录每个点所在重链的顶端节点[这个怎么操作可以具体看代码]

    然后建线段树:跟往常一样的建立方法.

    

    询问:在线段树上询问,记得下传标记就好.

    修改:思考怎么划分,如果询问的两点,假设是x,y.

    当x,y处于同一条重链时:直接用线段树的区间修改,当不是同一条重链时,就需要将他们移动到同一条重链.

    首先判断x,y所在重链,谁的上端距离根更远,假设是x,那么将x调至其所在重链的上端的父亲节点[这样就移动到了另一条重链上],同时还要将x到重链上端的这一部分在线段树中加tag.

    依次这样操作,就可以等到x,y在同一条重链上的时候了.[具体也可以看代码]

  希望通过这道题,大家也就能大概理解树链剖分的思想所在了...

  献上代码:

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm> using namespace std; inline int in(){
int x=,f=;char ch=getchar();
while((ch>'' || ch<'') && ch!='-') ch=getchar();
if(ch=='-') f=-,ch=getchar();
while(ch>='' && ch<='') x=x*+ch-'',ch=getchar();
return x*f;
} const int maxn=; int n,m,q;
int cnt;
int a[maxn],id[maxn],Idex,rk[maxn];
int depth[maxn],sz[maxn],fa[maxn];
int top[maxn],son[maxn],head[maxn];
char ord[]; struct Spot{
int data,next;
}spot[maxn<<]; #define now spot[pt].data
#define then spot[pt].next struct Node{
int dt,tg;
}s[maxn<<]; inline void add(int u,int v){
spot[cnt].data=v;spot[cnt].next=head[u];head[u]=cnt++;
spot[cnt].data=u;spot[cnt].next=head[v];head[v]=cnt++;
} void dfs1(int x,int f){
sz[x]=,fa[x]=f;
for(int pt=head[x];pt!=-;pt=then)
if(now!=f){
depth[now]=depth[x]+;
dfs1(now,x);
sz[x]+=sz[now];
if(son[x]< || sz[now]>sz[son[x]])
son[x]=now;
}
} void dfs2(int x,int tp){
top[x]=tp,id[x]=++Idex,rk[id[x]]=x;
if(son[x]<) return;
dfs2(son[x],tp);
for(int pt=head[x];pt!=-;pt=then)
if(now!=fa[x] && now!=son[x])
dfs2(now,now);
} void build(int l,int r,int rt){
s[rt].dt=s[rt].tg=;
if(l==r){
s[rt].dt=a[rk[l]];return;
}
int mid=(l+r)>>;
build(l,mid,rt<<);
build(mid+,r,rt<<|);
} inline void push_down(int x){
if(s[x].tg){
s[x<<].tg+=s[x].tg,s[x<<].dt+=s[x].tg;
s[x<<|].tg+=s[x].tg,s[x<<|].dt+=s[x].tg;
s[x].tg=;
}
} void add_tag(int l,int r,int x,int y,int rt,int val){
if(l==x && r==y){
s[rt].dt+=val,s[rt].tg+=val;
return;
}
int mid=(l+r)>>;
if(y<=mid) add_tag(l,mid,x,y,rt<<,val);
else if(x>mid) add_tag(mid+,r,x,y,rt<<|,val);
else add_tag(l,mid,x,mid,rt<<,val),add_tag(mid+,r,mid+,y,rt<<|,val);
} int query(int l,int r,int rt,int k){
if(l==r)
return s[rt].dt;
push_down(rt);
int mid=(l+r)>>;
if(k<=mid) return query(l,mid,rt<<,k);
else return query(mid+,r,rt<<|,k);
} void modify(int x,int y,int val){
while(top[x]!=top[y]){
if(depth[top[x]]<depth[top[y]]) swap(x,y);
add_tag(,n,id[top[x]],id[x],,val);
x=fa[top[x]];
}
if(id[x]>id[y]) swap(x,y);
add_tag(,n,id[x],id[y],,val);
} int main(){
#ifndef ONLINE_JUDGE
freopen("3966.in","r",stdin);
freopen("3966.out","w",stdout);
#endif int u,v,x; while(~scanf("%d%d%d",&n,&m,&q)){
Idex=cnt=;
for(int i=;i<=n;i++)
a[i]=in(),head[i]=son[i]=-;
for(int i=;i<n;i++)
u=in(),v=in(),add(u,v); dfs1(,);
dfs2(,);
build(,n,); while(q--){
scanf("%s",ord);
if(ord[]=='Q'){
x=in();
printf("%d\n",query(,n,,id[x]));
}
else{
u=in(),v=in(),x=in();
if(ord[]=='D') x=-x;
modify(u,v,x);
}
}
}
return ;
}