【bzoj1036】[ZJOI2008]树的统计Count

时间:2021-07-03 00:51:05

Description
一棵树上有n个节点,编号分别为1到n,每个节点都有一个权值w。我们将以下面的形式来要求你对这棵树完成一些操作: I. CHANGE u t : 把结点u的权值改为t II. QMAX u v: 询问从点u到点v的路径上的节点的最大权值 III. QSUM u v: 询问从点u到点v的路径上的节点的权值和 注意:从点u到点v的路径上的节点包括u和v本身

Input
输入的第一行为一个整数n,表示节点的个数。接下来n – 1行,每行2个整数a和b,表示节点a和节点b之间有一条边相连。接下来n行,每行一个整数,第i行的整数wi表示节点i的权值。接下来1行,为一个整数q,表示操作的总数。接下来q行,每行一个操作,以“CHANGE u t”或者“QMAX u v”或者“QSUM u v”的形式给出。 对于100%的数据,保证1<=n<=30000,0<=q<=200000;中途操作中保证每个节点的权值w在-30000到30000之间。

Output
对于每个“QMAX”或者“QSUM”的操作,每行输出一个整数表示要求输出的结果。

Sample Input
4
1 2
2 3
4 1
4 2 1 3
12
QMAX 3 4
QMAX 3 3
QMAX 3 2
QMAX 2 3
QSUM 3 4
QSUM 2 1
CHANGE 1 5
QMAX 3 4
CHANGE 3 6
QMAX 3 4
QMAX 2 4
QSUM 3 4

Sample Output
4
1
2
2
10
6
5
6
5
16

题解
树链剖分(http://wenku.baidu.com/link?url=SGLjpJtYbJ0HxDYlU_GMXE1qCFS0gbmpDGWPxI7mQuNAsJP0y872mNKwpZ8P054g5XMhFGZbMUjZvN5hcnxFFUEfGBj6-tnkpnJvnVSlqGS

树链剖分就是把树拆成一系列链,然后用数据结构对链进行维护。
通常的剖分方法是轻重链剖分,所谓轻重链就是对于节点u的所有子结点v,size[v]最大的v与u的边是重边,其它边是轻边,其中size[v]是以v为根的子树的节点个数,全部由重边组成的路径是重路径,根据论文上的证明,任意一点到根的路径上存在不超过logn条轻边和logn条重路径。
这样我们考虑用数据结构来维护重路径上的查询,轻边直接查询。
通常用来维护的数据结构是线段树,splay较少见。

具体步骤

预处理
第一遍dfs求出树每个结点的深度deep[x],其为根的子树大小size[x]
以及祖先的信息fa[x][i]表示x往上距离为2^i的祖先

第二遍dfs
ž根节点为起点,向下拓展构建重链
选择最大的一个子树的根继承当前重链
其余节点,都以该节点为起点向下重新拉一条重链
给每个结点分配一个位置编号,每条重链就相当于一段区间,用数据结构去维护。
把所有的重链首尾相接,放到同一个数据结构上,然后维护这一个整体即可

修改操作
ž1、单独修改一个点的权值
根据其编号直接在数据结构中修改就行了。
2、修改点u和点v的路径上的权值
(1)若u和v在同一条重链上
直接用数据结构修改pos[u]至pos[v]间的值。
(2)若u和v不在同一条重链上
一边进行修改,一边将u和v往同一条重链上靠,然后就变成了情况(1)。
查询操作
ž查询操作的分析过程同修改操作
题目不同,选用不同的数据结构来维护值,通常有线段树和splay
转载于黄学长博客。

代码

#include<cstring>
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cmath>
#define inf 0x7fffffff
#define N 30005 
#define M 60005
int n,q,tim,tot;
int v[N],dep[N],size[N],head[N],fa[N];
int pos[N],top[N],son[N];
int ret[M],Next[M],Head[M];
struct seg{int l,r,mx,sum;}t[100005];
using namespace std;
void ins(int x,int y){
    tot++;
    ret[tot]=y;
    Next[tot]=Head[x];
    Head[x]=tot;
}
void init(){
    cin>>n;
    for (int i=1;i<n;i++){
        int x,y;
        scanf("%d%d",&x,&y);
        ins(x,y);
        ins(y,x);
    }
    for (int i=1;i<=n;i++){
        scanf("%d",&v[i]);
    }
}

void dfs1(int u){
    size[u]=1;
    for (int i=Head[u];i!=0;i=Next[i]){
        int v=ret[i];
        if (v!=fa[u]){
            dep[v]=dep[u]+1;
            fa[v]=u;
            dfs1(v);
            size[u]+=size[v];
            if (son[u]==0||size[v]>size[son[u]]){
                son[u]=v;
            }
        }
    }
}

void dfs2(int u,int chain){
    tim++;
    pos[u]=tim;
    top[u]=chain;
    if (son[u]!=0){
        dfs2(son[u],chain);
    }
    for (int i=Head[u];i!=0;i=Next[i]){
        int v=ret[i];
        if (v!=son[u]&&v!=fa[u]){
            dfs2(v,v);
        }
    }
}

void build(int k,int l,int r){
    t[k].l=l;t[k].r=r;
    if (l<r){
        int mid=(l+r)/2;
        build(k*2,l,mid);
        build(k*2+1,mid+1,r);
    }
}

void change(int k,int x,int y){
    if (t[k].l==t[k].r&&t[k].l==x){
        t[k].sum=y;
        t[k].mx=y;
        return;
    }
    int mid=(t[k].l+t[k].r)/2;
    if (mid>=x){
        change(k*2,x,y);
    }else{
        change(k*2+1,x,y);
    }
    t[k].sum=t[k*2].sum+t[k*2+1].sum;
    t[k].mx=max(t[k*2].mx,t[k*2+1].mx);
}

int querysum(int k,int x,int y)
{
    int l=t[k].l,r=t[k].r,mid=(l+r)/2;
    if(l==x&&y==r)return t[k].sum;
    if(y<=mid)return querysum(k*2,x,y);
    else if(x>mid)return querysum(k*2+1,x,y);
    else {return querysum(k*2,x,mid)+querysum(k*2+1,mid+1,y);}
}

int querymx(int k,int x,int y)
{   
    int l=t[k].l,r=t[k].r,mid=(l+r)>>1;
    if(l==x&&y==r)return t[k].mx;
    if(y<=mid)return querymx(k<<1,x,y);
    else if(x>mid)return querymx(k<<1|1,x,y);
    else {return max(querymx(k<<1,x,mid),querymx(k<<1|1,mid+1,y));}
}

int solvemx(int x,int y){
    int mx=-inf;
    while (top[x]!=top[y]){
        if (dep[top[x]]<dep[top[y]]) swap(x,y);
        mx=max(mx,querymx(1,pos[top[x]],pos[x]));
        x=fa[top[x]];
    }
    if (pos[x]<pos[y]) swap(x,y);
      mx=max(mx,querymx(1,pos[y],pos[x]));
    return mx;
}

int solvesum(int x,int y){
    int sum=0;
    while (top[x]!=top[y]){
        if (dep[top[x]]<dep[top[y]]) swap(x,y);
        sum+=querysum(1,pos[top[x]],pos[x]);
        x=fa[top[x]];
    }
    if (pos[x]<pos[y]) swap(x,y);
      sum+=querysum(1,pos[y],pos[x]);
    return sum;
}

void solve(){
    build(1,1,n);
    for (int i=1;i<=n;i++){
        change(1,pos[i],v[i]);
    }
    int q;
    cin>>q;
    while (q--){
        char ch[10];
        int x,y;
        scanf("%s%d%d",ch,&x,&y);
        if(ch[0]=='C'){
            v[x]=y;change(1,pos[x],y);
        }else{
            if(ch[1]=='M')
               printf("%d\n",solvemx(x,y));
            else
                printf("%d\n",solvesum(x,y));
        }
    }
}
int main(){
    init();
    dfs1(1);
    dfs2(1,1);
    solve();
}