Jamie and Tree (dfs序 + 最近公共祖先LCA)

2022-10-30,,,

题面

题解

我们求它子树的权值和,一般用dfs序把树拍到线段树上做。

当它换根时,我们就直接把root赋值就行了,树的结构不去动它。

对于第二个操作,我们得到的链和根的相对位置有三种情况:

设两点为A、B,LCA 为 C,一个点x的dfs序为ld[x],从它的子树里出来时的dfs序为rd[x]

第一种情况,根是C的祖先,他的实际操作区间就是原本的子树区间[ld[C],rd[C]]

第二种情况,根在A、B路径上,那么它的实际LCA就应该是root,操作区间为[1,n]

第三种情况,根在C的子树上,A、B路径外,那么我们实际上要找到红色路径上最上方的点D

点D的父亲刚好在A、B路径上,那么实际子树就是除了D子树外的其他部分,操作区间为[1,ld[D])∪(rd[D],n]

把相应区间在线段树上区间加就行了。

3操作就相当于A=B的路径。

CODE

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<iostream>
//-----------F1
using namespace std;
#include<algorithm>
#include<cmath>
//-----------F2
#include<vector>
#include<stack>
#include<queue>
#include<map>
#define MAXN 100005
#define LL long long
#define lowbit(x) (-(x) & (x))
#define ENDL putchar('\n')
//#pragma GCC optimize(2)
//#pragma G++ optimize(3)
//#define int LL
char char_read_before = 1;
inline int read() {
int f = 1,x = 0;char s = char_read_before;
while(s < '0' || s > '9') {if(s == '-') f = -1;s = getchar();}
while(s >= '0' && s <= '9') {x = x * 10 - '0' + s;s = getchar();}
char_read_before = s;return x * f;
}
LL zxy = 1000000007ll; // 用来膜的
int n,m,i,j,s,o,k,root = 1;
LL a[MAXN],da[MAXN];
LL tre[MAXN<<2],lz[MAXN<<2],M;
inline void maketree(int n) {
M = 1; while(M < n+2) M <<= 1;
for(int i = 1;i <= n;i ++) {
tre[i + M] = da[i];
}
for(int i = M-1;i > 0;i --) {
tre[i] = tre[i<<1] + tre[i<<1|1];
}
}
inline void addtree(int l,int r,LL y) {
if(l > r) return ;
// printf("add %lld to [%d,%d]\n",y,l,r);
int s = M + l - 1,t = M + r + 1;
int ls = 0,rs = 0,sz = 1;
while(s || t) {
tre[s] += ls * y;
tre[t] += rs * y;
if((s>>1) ^ (t>>1)) {
if(!(s & 1)) tre[s^1] += y * sz,lz[s^1] += y,ls += sz;
if(t & 1) tre[t^1] += y * sz,lz[t^1] += y,rs += sz;
}
s >>= 1; t >>= 1; sz <<= 1;
}
return ;
}
inline LL findtree(int l,int r) {
if(l > r) return 0;
int s = M + l - 1,t = M + r + 1;
int ls = 0,rs = 0,sz = 1;
LL ans = 0;
while(s || t) {
ans += ls * lz[s];
ans += rs * lz[t];
if((s>>1) ^ (t>>1)) {
if(!(s & 1)) ans += tre[s^1],ls += sz;
if(t & 1) ans += tre[t^1],rs += sz;
}
s >>= 1; t >>= 1; sz <<= 1;
}
return ans;
}
vector<int> g[MAXN];
int dfn[MAXN],rd[MAXN],cnt;
int fa[MAXN][18],d[MAXN];
inline void dfs(int x,int fat) {
dfn[x] = ++ cnt;
da[cnt] = a[x];
fa[x][0] = fat;
d[x] = d[fat] + 1;
for(int i = 1;i <= 17;i ++) fa[x][i] = fa[fa[x][i-1]][i-1];
for(int i = 0;i < g[x].size();i ++) {
if(g[x][i] != fat) {
dfs(g[x][i],x);
}
}
rd[x] = cnt;
return ;
}
inline int lca(int a,int b) {
if(d[a] < d[b]) swap(a,b);
if(d[a] > d[b]) {
for(int i = 17;i >= 0;i --) {
if(d[fa[a][i]] >= d[b]) a = fa[a][i];
}
}
if(a == b) return a;
for(int i = 17;i >= 0;i --) {
if(fa[a][i] ^ fa[b][i]) {
a = fa[a][i];
b = fa[b][i];
}
}
return fa[a][0];
} signed main() {
n = read();m = read();
for(int i = 1;i <= n;i ++) {
a[i] = read();
}
for(int i = 2;i <= n;i ++) {
s = read();o = read();
g[s].push_back(o);
g[o].push_back(s);
}
dfs(1,0);
maketree(n);
for(int i = 1;i <= m;i ++) {
k = read();
if(k == 1) {
root = read();
}
else if(k == 2) {
s = read();o = read();k = read();
int lc = lca(s,o);
if(d[lca(root,lc)] < d[lc]) {
addtree(dfn[lc],rd[lc],(LL)k);
}
else if(lca(root,s) == root || lca(root,o) == root) {
addtree(1,n,(LL)k);
}
else {
int lt = lca(root,s),rt = lca(root,o);
int fn = root;
for(int i = 17;i >= 0;i --) {
if(d[fa[fn][i]] > max(d[lt],d[rt])) {
fn = fa[fn][i];
}
}
addtree(1,dfn[fn] - 1,(LL)k);
addtree(rd[fn] + 1,n,(LL)k);
}
}
else if(k == 3) {
s = read();
if(lca(s,root) ^ s) {
printf("%lld\n",findtree(dfn[s],rd[s]));
}
else if(s ^ root) {
int fn = root;
for(int i = 17;i >= 0;i --) {
if(d[fa[fn][i]] > d[s]) fn = fa[fn][i];
}
printf("%lld\n",findtree(1,dfn[fn] - 1) + findtree(rd[fn] + 1,n));
}
else printf("%lld\n",findtree(1,n));
}
}
return 0;
}

Jamie and Tree (dfs序 + 最近公共祖先LCA)的相关教程结束。

《Jamie and Tree (dfs序 + 最近公共祖先LCA).doc》

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