[BZOJ4712]洪水(树链剖分+DP)

题意

给一颗点带权的树,删除一个点需要花费对应的代价,每次询问一颗子树,求最小代价,使得子树的根到不了子树中的任何叶子,支持将单点的权值增加一个正值

思路

(f[i])表示(i)子树的答案,(h[i])表示(i)的所有儿子的f和,(w[i])表示(i)的权值,不难列出状态转移方程:

(f[i]=min(w[i],h[i]))

如果(i)是叶子,就将它的(h)赋成正无穷,可以避免一些讨论

对于修改操作,由于(w)只会增加,所以各个数组的值都不会减少
一个显然的情况是,如果一个点的(f)值已经等于(w),那么无论它的(h)怎么增加,它的(f)值是不会变的(直到修改它的(w)

设修改过程中的某个点的(f)值变化了(delta),我们将该点对祖先的影响分为三种情况(设父亲为(fa)

  1. (f[fa]==w[fa]),即修改它的h值对f没有影响,(h[fa]+=delta,delta=0),下一步就会(break)

  2. (w[fa]>h[fa],w[fa]>h[fa]+delta),即加了(delta)之后,(f[fa])也会加(delta)

  3. (w[fa]>f[fa],w[fa]leq h[fa]+delta),即加了(delta)之后,(f[fa])就变为(w[fa])

用树链剖分维护(min(w-h))(h),对于修改操作,找到最上面的满足2的点,将这一段路径的(h)值加(delta),修改父亲节点的(f)值(这时父亲节点满足2),求出新的(delta)之后递归修改

每多递归一次,说明将一个点改成了2情况,下一次递归到这个点时就会直接(break),平均每个点递归(O(1))次,所以递归次数是(O(n))级别的,递归操作用了树链剖分是(O(log^2n))的,所以总时间复杂度为(O(nlog^2n))

Code

#include<bits/stdc++.h>
#define N 200005 
#define Min(x,y) ((x)<(y)?(x):(y))
#define Max(x,y) ((x)>(y)?(x):(y))
using namespace std;
typedef long long ll;
const ll INF = 100000000000000;
int n,m;
int seg[N],rev[N],top[N],dep[N],fa[N],size[N],son[N],hfu;
ll f[N],h[N],w[N];//f[i]=Min(h[i],w[i])
ll minn[N<<2],sign[N<<2];//由于只会询问叶子节点的h值,所以用sign表示 

struct Edge
{
	int next,to;
}edge[N<<1];int head[N],cnt=1;
void add_edge(int from,int to)
{
	edge[++cnt].next=head[from];
	edge[cnt].to=to;
	head[from]=cnt;
}

template <class T>
void read(T &x)
{
	char c;int sign=1;
	while((c=getchar())>'9'||c<'0') if(c=='-') sign=-1; x=c-48;
	while((c=getchar())>='0'&&c<='9') x=x*10+c-48; x*=sign;
}

void dfs1(int rt)
{
	h[rt]=0;
	size[rt]=1;
	dep[rt]=dep[fa[rt]]+1;
	for(int i=head[rt];i;i=edge[i].next)
	{
		int v=edge[i].to;
		if(v==fa[rt]) continue;
		fa[v]=rt;
		dfs1(v);
		
		h[rt]+=f[v];
		size[rt]+=size[v];
		if(size[son[rt]]<size[v]) son[rt]=v;
	}
	if(size[rt]==1) h[rt]=INF;//避免讨论,把叶子赋为INF 
	f[rt]=Min(w[rt],h[rt]);
}
void dfs2(int rt)
{
	if(son[rt])
	{
		seg[son[rt]]=++hfu;
		rev[hfu]=son[rt];
		top[son[rt]]=top[rt];
		dfs2(son[rt]);
	}
	for(int i=head[rt];i;i=edge[i].next)
	{
		int v=edge[i].to;
		if(v==fa[rt]||v==son[rt]) continue;
		seg[v]=++hfu;
		rev[hfu]=v;
		top[v]=v;
		dfs2(v);
	}
}

void pushup(int rt)
{
	minn[rt]=Min(minn[rt<<1],minn[rt<<1|1]);
}
void add_sign(int rt,ll val) 
{
	minn[rt]-=val;
	sign[rt]+=val;
}
void pushdown(int rt)
{
	if(!sign[rt]) return;
	add_sign(rt<<1,sign[rt]);
	add_sign(rt<<1|1,sign[rt]);
	sign[rt]=0;
}
void modify(int rt,int l,int r,int x,int y,ll val)//区间加h 
{
	if(x<=l&&r<=y) return add_sign(rt,val);
	int mid=(l+r)>>1;
	pushdown(rt);
	if(x<=mid) modify(rt<<1,l,mid,x,y,val);
	if(y>mid) modify(rt<<1|1,mid+1,r,x,y,val);
	pushup(rt);
}
void update(int rt,int l,int r,int x)//单点更新
{
	if(l==r)
	{
		minn[rt]=w[rev[l]]-sign[rt];
		return;
	}
	int mid=(l+r)>>1;
	pushdown(rt);
	if(x<=mid) update(rt<<1,l,mid,x);
	else update(rt<<1|1,mid+1,r,x);
	pushup(rt); 
}
ll query_h(int rt,int l,int r,int x)//查询h值 
{
	if(l==r) return sign[rt];
	int mid=(l+r)>>1;
	pushdown(rt);
	if(x<=mid) return query_h(rt<<1,l,mid,x);
	else return query_h(rt<<1|1,mid+1,r,x);
}
ll query_min(int rt,int l,int r,int x,int y,ll det)//找满足minn>det的最左边 
{
	if(x<=l&&r<=y) 
	{
		if(minn[rt]>det) return l;
		if(l==r) return 0; 
	}
	int mid=(l+r)>>1;
	pushdown(rt);
	if(x<=mid&&y<=mid) return query_min(rt<<1,l,mid,x,y,det);
	if(x>mid&&y>mid) return query_min(rt<<1|1,mid+1,r,x,y,det);
	int R=query_min(rt<<1|1,mid+1,r,x,y,det);
	if(!R||R>mid+1) return R;//如果右边已经不行了就不用查左边了 
	int L=query_min(rt<<1,l,mid,x,y,det);//如果直接左右一起查时间复杂度不对 
	return L ? L : R; 
}
void build(int rt,int l,int r)
{
	if(l==r)
	{
		minn[rt]=w[rev[l]]-h[rev[l]];
		sign[rt]=h[rev[l]];
		return;
	}
	int mid=(l+r)>>1;
	build(rt<<1,l,mid);
	build(rt<<1|1,mid+1,r);
	pushup(rt);
}
void modify_edge(int y,ll det)//修改y以上的满足delta < w[i]-h[i]的点 
{
	if(!y||!det) return;
	while(y)
	{
		int c=query_min(1,1,n,seg[top[y]],seg[y],det);//找到最上面的满足条件的 
		if(!c) break; c=rev[c];
		if(c!=top[y])  { modify(1,1,n,seg[c],seg[y],det);y=fa[c];break; }
		modify(1,1,n,seg[top[y]],seg[y],det);
		y=fa[top[y]];
	}
	if(!y) return;
	
	ll t=Min(w[y],query_h(1,1,n,seg[y])),delta;
	modify(1,1,n,seg[y],seg[y],det);
	delta=Min(w[y],query_h(1,1,n,seg[y]))-t;
	modify_edge(fa[y],delta);
}

int main()
{
	read(n);
	for(int i=1;i<=n;++i) read(w[i]);
	for(int i=1;i<n;++i)
	{
		int x,y;
		read(x);read(y);
		add_edge(x,y);
		add_edge(y,x);
	}
	seg[1]=rev[1]=top[1]=hfu=1;
	dfs1(1); dfs2(1);
	
	build(1,1,n);
	read(m);
	while(m--)
	{
		char op[2]; 
		int x; ll val;
		scanf("%s",op); read(x);
		if(op[0]=='Q') printf("%lld
",Min(w[x],query_h(1,1,n,seg[x])));
		else
		{
			read(val);
			ll now=Min(w[x],query_h(1,1,n,seg[x])),delta;
			w[x]+=val;
			update(1,1,n,seg[x]);
			delta=Min(w[x],query_h(1,1,n,seg[x]))-now;
			modify_edge(fa[x],delta);
		}
	}
	return 0;
}
原文地址:https://www.cnblogs.com/Chtholly/p/11583844.html