AGC031F Walk on Graph

AGC031F

给你一个有(n)个点(m)条边的无向图。

(Q)次询问,每次询问(S)(T),是否有路径的权值恰好为(R)

路径权值的定义:(sum_{i=1}^k2^{i-1}c_i mod MOD)(c_i)表示经过的第(i)条边的边权。

(MOD)给定。(MODle 10^6)

(n,m,Qle 5*10^4)


神仙题。

首先感觉正着做要记第几个,不太优美,考虑反着做。记状态为((a,x))表示到达了点(a),权值为(x)。一次经过边((a,b,c))的转移可以到达((b,2x+c))

接下来分析一波性质:

性质一:

假如在边((a,b,c))来回走动:((a,x) o (b,2x+c) o (a,4x+3c) o dots)。走(i)次权值为(2^ix+(2^i-1)c)。若干次(具体来说是(2)在模(MOD)意义下的秩次)后,权值就会回到(x)。这时候点可能在(a)(b),如果这个时候位置在(b),再走这么多次位置就会回到(a)

于是可以发现((b,2x+c))是可以到达((a,x))的。那么((a,x))((b,2x+c))之间连的是双向边

如果我们将所有状态建出一个图,那么问题就是判断((T,0))((S,R))是否在同一个连通块。

性质二:

假如现在的权值是(x),和当前所在的点(记为(u))相连的边有两条长度为(a)(b)的边。

分别来回走一趟,分别可以得到(4x+3a)(4x+3b)

换元,将(4x+3a)变成(x)那么(x)(x+3(b-a))是联通的

将这个性质扩展一下:一个在远处的点(v),和它相连的有两条长度为(a)(b)的边。现在在点(u),权值(x)(x+3(b-a))是联通的。 考虑如此构造:任选一条从(u)(v)路径走过去,权值形如(2^kx+sum_{i=1}^k2^{i-1}c_i),然后根据前面的结论变成(2^kx+sum_{i=1}^k2^{i-1}c_i+2^k*3(b-a))。按照先前的路径回退回去(如性质一,即((b,2x+c))((a,x)))。这样最终到达状态((u,x+3(b-a)))

再扩展:选取的这两条边可以是任意的两条边。 假如(u)(v)之间有一条权值为(b)的边,考虑选取和(u)相连的两条边(a,b)与和(v)相连的两条边(b,c),那么可以从(x)得到(x+3(b-a)+3(c-b)=x+3(c-a))。如果不直接相连,可以类似地扩展。

性质三:

(g=gcd_{a,bin E}(a-b))。其中(a-b)是模(MOD)意义下的。

可以证明(g|MOD):由于(g|((a-b)mod MOD),g|((b-a) mod MOD)),所以(g|MOD)

那么把(gcd(3g,MOD))作为新的模数,是可以替代原问题的。因为由数论知识得每个状态的权值可以任意加减(3g)

显然(gcd(3g,MOD)=g或3g)

接下来是做法:

显然所有边的边权模(g)的值是相同的,记为(z)

将所有边权减(z),状态中的权值加(z)

可以发现这样转换之后问题是不变的:((a,x) o (a,x+z)' o (b,2(x+z)+c-z)'=(b,2x+c+z)' o (b,2x+c))

(后面不把(')写出来了,这里只是为了方便区分)

考虑从((u,x))出发,到达的状态一定可以表示成这样的形式:((v,2^px+qg))

显然(qin {0,1,2})

由于有((a,x) o (b,2x+c) o (a,4x+3c))(c)(g)的倍数,在对(gcd(3g,MOD))取模之后,就变成了((a,4x))

因此(p)只需要记录它的奇偶性。因此取值范围为({0,1})

总共有(6n)种状态,连边,并查集维护。

在查询的时候,相当于从((T,z))出发到((S,R+z))

询问是否存在(p,q)使得(R+zequiv 2^{2k+p}z+qg pmod {gcd(3g,MOD)},kin Z)

预处理能表示为(2^{2k+p}z)的点有哪些,然后就可以快速判断了。


using namespace std;
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#define N 50010
int gcd(int a,int b){
	while (b){
		int k=a%b;
		a=b,b=k;
	}
	return a;
}
int n,m,p;
struct EDGE{
	int to,c;
	EDGE *las;
} e[N*2];
int ne;
EDGE *last[N];
void link(int u,int v,int c){
	e[ne]=(EDGE){v,c,last[u]};
	last[u]=e+ne++;
}
int g,d,z;
int pz[2][1000010];
struct Dsu{
	Dsu *p;
	Dsu *getfa(){return p==this?p:p=p->getfa();}
} *f[N][2][3];
bool check(int S,int T,int R){
	for (int j=0;j<2;++j)
		for (int k=0;k<3;++k){
			int t=((z+R-k*g)%d+d)%d;
			if (pz[j][t] && f[T][0][0]->getfa()==f[S][j][k]->getfa())
				return 1;			
		}
	return 0;
}
int main(){
	int Q;
	scanf("%d%d%d%d",&n,&m,&Q,&p);
	for (int i=1;i<=m;++i){
		int u,v,c;
		scanf("%d%d%d",&u,&v,&c);
		link(u,v,c),link(v,u,c);
	}
	g=p;
	for (int i=1;i<=n;++i){
		int c1=last[i]->c;
		for (EDGE *ei=last[i]->las;ei;ei=ei->las)
			g=gcd(g,gcd((c1-ei->c+p)%p,(ei->c-c1+p)%p));
	}
	d=gcd(3*g,p);
	z=last[1]->c%g;
	for (int i=1;i<=n;++i)
		for (EDGE *ei=last[i]->las;ei;ei=ei->las)
			ei->c-=z;
	for (int i=1;i<=n;++i)
		for (int j=0;j<2;++j)
			for (int k=0;k<3;++k){
				f[i][j][k]=new Dsu;
				f[i][j][k]->p=f[i][j][k];
			}
	pz[0][z]=1;
	pz[1][z*2%d]=1;
	if (z){
		for (int x=z*4%d;x!=z;x=x*4%d)
			pz[0][x]=1;
		for (int x=z*8%d;x!=z*2%d;x=x*4%d)
			pz[1][x]=1;
	}
	for (int i=1;i<=n;++i)
		for (int j=0;j<2;++j)
			for (int k=0;k<3;++k)
				for (EDGE *ei=last[i];ei;ei=ei->las){
					int j_=(j+1)%2,k_=(k*2+ei->c/g)%(d/g);
					f[ei->to][j_][k_]->getfa()->p=f[i][j][k]->getfa();
				}
	while (Q--){
		int S,T,R;
		scanf("%d%d%d",&S,&T,&R);
		if (check(S,T,R))
			printf("YES
");
		else
			printf("NO
");
	}
	return 0;
}
原文地址:https://www.cnblogs.com/jz-597/p/13653437.html