Vijos1935不可思议的清晨题解

- 题目来源

https://vijos.org/p/1935

  • 描写叙述
    今天,是2015年2月14日,星期六,情人节。
    这真是一个不可思议的日子。今天早上。我打开窗户,太阳居然从西側升了起来。
    我与木姑娘已经有2年半没有联系了。今天早上却被她的电话弄醒。她告诉我。她已经到了上海,希望能够和我以特殊的方式见面。
    今天,SH市的交通情况异常有趣,非常多道路都被严令禁止通行。也许是由于太阳从西側升起来的缘故吧。
    余下的交通网行程了一个树型结构,以n个路口为结点。第i个路口附近有p[i]处咖啡厅。
    假设知道了我和木姑娘分别所处的位置,在选择余下某一个路口的某一处咖啡厅作为见面的场所,怎样呢?
    哦。那或者距离我近,或者距离木姑娘近。
    那么,究竟有多少咖啡厅距离我更近,又有多少咖啡厅距离木姑娘更近呢?(对于距离我和距离木姑娘一样近的咖啡厅,将被排除在这两类之外。)

  • 格式
    输入格式
    输入数据的第一行是一个整数n,表示路口的数目。
    接下来的n-1行,每行三个整数u,v,w表示一条边从路口u到路口v。长度为w。


    接下来的一行n个数p1,p2,…,pn表示每一个路口的咖啡厅个数。
    接下来的一行一个整数Q表示询问的数目。
    接下来的Q行,每行两个整数x,y表示一组询问。当中我在x路口的位置。木姑娘在y路口的位置。


    输出格式
    对于每组询问,输出一行两个整数分别表示距离x更近的咖啡厅总数。与距离y更近的咖啡厅总数。

  • 例子
    例子输入
    3
    1 2 1
    1 3 1
    10 1 1
    2
    2 3
    1 3
    例子输出
    1 1
    11 1

  • 限制
    对于30%的数据。n<=1000。
    对于50%的数据。n<=20000。
    对于100%的数据,n<=100000,Q<=50000,0<=w,p[i]<=1000000000。

  • 题解
    这确实是一道不可思议的题目,在Vijos放出来以后,半年来通过率为0(事实上前辈们提交的程序全是0分)。

    我这个蒟蒻本来是抱着试一试玩一玩的心态,看看乱搞这个题会是什么结果。

    可结果实在是太出乎意料了,我居然成了第一个AC此题的人。

  • 先想一个可行的算法。

    通过分析题目能够发现。这棵树能够以随意一个结点为根,就默觉得1吧。对于每一次询问x和y,都有一条唯一确定的路径xy。这条路径把树分为三部分——离x更近的路径外的点、离y更近的路径外的点和路径上的点。

  • 显然,离x更近的路径外的点上全部咖啡厅都离x更近。离y更近的路径外的点上全部咖啡厅都离y更近。以下分析路径上的点。由于我们人为确定了树根为1。所以x可能是y的祖先,y也可能是x的祖先,x与y也有可能互不为祖先。那路径xy的形态就非常多了。不easy处理。

  • 我们记t=lca(x,y),即t为x与y的近期公共祖先,并用这个t把路径分为两部分——xtyt,这样这两部分都是从叶子指向根的路径。处理起来就比較方便。从叶子到根,我们能够算出这条路径上到x与y距离最接近的一对点(或者算出了某个到x与y的距离同样的点),至少能够暴力枚举来算。

    暂且称它为“转折点”吧。

  • 我们记w(i,j)为从i到j的距离,那么有w(j,i)==w(i,j)。(貌似是废话)所谓转折点,要么是t,要么在xt上,要么在yt上,不可能跨越t(假设真有跨越t的转折点,那t一定是转折点)。以下分情况讨论。

  • 先不考虑t==xt==y的情况。假设t是转折点,那么w(x,t)==w(y,t)。记t的某一儿子结点是tmpx,且tmpx是x的祖先;同理记一个tmpy。那么t以及t的祖先以及t除了tmpx和tmpy的全部其它儿子中所含的咖啡厅对答案没有贡献,由于这些咖啡厅距离x和y相等。

    离x更近的全部咖啡厅都在以tmpx为根的子树中。离y更近的全部咖啡厅都在以tmpy为根的子树中。想办法搞出来总数就可以。这个能够參照例子的第一个输出。

  • 那假设t不是转折点又怎样呢?以转折点xt上为例。从x往t爬,利用w()函数(先别问w()怎么求),总能确定转折点yt上同理。离x近的咖啡厅总数是从离x近的转折点往x算的。离y近的咖啡厅总数是从离y近的转折点往y算的。这样就知道答案怎么求了。

  • t==xt==y的情况代入上述分析。发现答案的求法基本同样,仅仅是tmpx和tmpy不是转折点的儿子,而是从转折点往x或y上“多走”一步的结点。

  • 我们记dist(x)为从x到根的距离,dep(x)为x结点的深度,s(x)为以1为根后的整棵树中以x为根的子树含有咖啡厅的总数,它们都能在同一遍从根開始的dfs中用O(n)的时间里确定。

    那么w(i,j)=dist(i)+dist(j)2dist(lca(i,j)),能够在O(1)的时间里确定。

  • 如今谈一下乱搞的基础:这个题没有涉及到改动操作。
    “引理”:树上乱搞用倍增。


    lca倍增求出,O(nlogn)
    全部“往上爬”的操作,用倍增。O(logn)
    再暴力一点,把全部“多走一步”变成从孙子辈“找祖先”,继续倍增,O(logn)
    别看题目看起来挺复杂的。事实上是非常多倍增的小题组合起来了。一部分一部分耐心写下去就能够了。

  • 看数据范围是要开longlong的。输出时纠结了一会儿”%lld”和”%I64d”,于是直接iostream了。


    时限3s,总时间复杂度O((n+q)logn)。最慢的2s多一点,开读写优化可能能杀进1s。

  • Code

#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <iostream>
#define ll long long
#define maxn 100005
#define root 1
#define nil 0
using namespace std;
int n, q, fa[maxn][20], dep[maxn];
ll d[maxn], val[maxn], s[maxn];
ll u[maxn << 1], v[maxn << 1], w[maxn << 1], nxt[maxn << 1], pnt[maxn], e;
bool vis[maxn];
void add(ll a, ll b, ll c)
{
    u[++e] = a; v[e] = b; w[e] = c;
    nxt[e] = pnt[a]; pnt[a] = e;
    u[++e] = b; v[e] = a; w[e] = c;
    nxt[e] = pnt[b]; pnt[b] = e;
}
void dfs(int rot)
{
    vis[rot] = true;
    s[rot] = val[rot];
    for(int j = pnt[rot]; j != nil; j = nxt[j])
    {
        if(!vis[v[j]])
        {
            fa[v[j]][0] = rot;
            dep[v[j]] = dep[rot] + 1;
            d[v[j]] = d[rot] + w[j];
            dfs(v[j]);
            s[rot] += s[v[j]];
        }
    }
}
void init()
{
    ll a, b, c;
    cin >> n;
    for(int i = 1; i < n; ++i)
    {
        cin >> a >> b >> c;
        add(a, b, c);
    }
    for(int i = 1; i <= n; ++i)
    {
        cin >> val[i];
    }
    memset(vis, 0, sizeof(vis));
    dep[root] = 1;
    dfs(root);
    for(int j = 1; j < 20; ++j) for(int i = 1; i <= n; ++i)
    {
        fa[i][j] = fa[fa[i][j - 1]][j - 1];
    }
    cin >> q;
}
int getlca(int x, int y)
{
    if(dep[x] < dep[y]) swap(x, y);
    for(int j = 19; j >= 0; --j)
    {
        if(dep[fa[x][j]] >= dep[y]) x = fa[x][j];
    }
    if(x == y) return x;
    for(int j = 19; j >= 0; --j)
    {
        if(fa[x][j] != fa[y][j])
        {
            x = fa[x][j];
            y = fa[y][j];
        }
    }
    return fa[x][0];
}
void work()
{
    int x, y, t;
    ll ansx, ansy;
    while(q--)
    {
        cin >> x >> y;
        if(x == y)
        {
            cout << "0 0" << endl;
            continue;
        }
        t = getlca(x, y);
        if(d[x] - d[t] == d[y] - d[t])
        {
            int tmp = x;
            for(int j = 19; j >= 0; --j)
            {
                if(dep[fa[tmp][j]] > dep[t]) tmp = fa[tmp][j];
            }
            ansx = s[tmp];
            tmp = y;
            for(int j = 19; j >= 0; --j)
            {
                if(dep[fa[tmp][j]] > dep[t]) tmp = fa[tmp][j];
            }
            ansy = s[tmp];
            cout << ansx << " " << ansy << endl;
        }
        else if(d[x] - d[t] > d[y] - d[t])
        {
            int tmpx = x, tmpy, tmp;
            for(int j = 19; j >= 0; --j)
            {
                if((dep[fa[tmpx][j]] > dep[t]) && (d[fa[tmpx][j]] + d[y] - (d[t] << 1) > d[x] - d[fa[tmpx][j]]))
                {
                    tmpx = fa[tmpx][j];
                }
            }
            ansx = s[tmpx];
            tmpy = fa[tmpx][0];
            for(int j = 19; j >= 0; --j)
            {
                if((dep[fa[tmpy][j]] > dep[t]) && (d[tmpy] == d[tmpx]))
                {
                    tmpy = fa[tmpy][j];
                }
            }
            tmp = tmpx;
            for(int j = 19; j >= 0; --j)
            {
                if(dep[fa[tmp][j]] > dep[tmpy]) tmp = fa[tmp][j];
            }
            ansy = s[root] - s[tmp];
            cout << ansx << " " << ansy << endl;
        }
        else
        {
            int tmpx, tmpy = y, tmp;
            for(int j = 19; j >= 0; --j)
            {
                if((dep[fa[tmpy][j]] > dep[t]) && (d[fa[tmpy][j]] + d[x] - (d[t] << 1) > d[y] - d[fa[tmpy][j]]))
                {
                    tmpy = fa[tmpy][j];
                }
            }
            ansy = s[tmpy];
            tmpx = fa[tmpy][0];
            for(int j = 19; j >= 0; --j)
            {
                if((dep[fa[tmpx][j]] > dep[t]) && (d[tmpx] == d[tmpy]))
                {
                    tmpx = fa[tmpx][j];
                }
            }
            tmp = tmpy;
            for(int j = 19; j >= 0; --j)
            {
                if(dep[fa[tmp][j]] > dep[tmpx]) tmp = fa[tmp][j];
            }
            ansx = s[root] - s[tmp];
            cout << ansx << " " << ansy << endl;
        }
    }
}
int main()
{
    init();
    work();
    return 0;
}
原文地址:https://www.cnblogs.com/gavanwanggw/p/7346205.html