[BalticOI 2019 Day1] 山谷

发布时间 2023-08-07 22:36:47作者: 今添

原题链接


题目大意:

一颗 \(N\) 个节点的以 \(E\) 为根的树,每条边有权值 \(W_i\),有 \(S\) 个特殊点和 \(Q\) 次询问。
每次询问第 \(I\) 条边不能经过,并给定一个起点 \(R\)

1.若能走到根节点,则输出 escaped。

2.若走不到根节点也走不到任意个特殊点,则输出 oo。

3.若走不到根节点但能走到特殊点,则输出最近特殊点的距离。

解题思路:

先给张图,方便理解(图很丑,看懂就行 QWQ)


我们设深度大的那个点为 \(P\)

第一种情况输出 escaped :

那就说明 \(R\)\(E\) 的路没被断开,也就是 \(R\) 不在断开的边下面(不在 \(P\) 下面),所以 \(\operatorname{lca}(R , P) \ne P\)


第二种情况输出 oo :

到不了根节点且到不了特殊点,说明 \(R\) 在被断开的路的下方,也就是在 \(P\) 点的下方,即 \(\operatorname{lca}(R , P) \ne P\)\(P\) 的子树内(包含 \(P\))没有商店。


第三种情况:

到不了根节点,但能到特殊点。

找的特殊点的范围一定在 \(P\) 的子树内,即 \(\operatorname{lca}(R , P) = P\)

暴力 DFS 找复杂度是 \(O(n^2)\) 的,考虑优化,这种树上问题的优化很多很多都是用倍增的。

注意到 \(ans = \min(c[R] - c[i] + nearshop[i])\)

其中 \(i\)\(R\) 的祖先(包括 \(R\)),\(c[i]\) 表示从 \(i\) 到根节点的距离,\(nearshop[i]\) 表示子树内\(i\) 最近的特殊点的距离。

\(c[R]\) 可以提出来,那只要倍增找最小的 \(nearshop[i] - c[i]\) 就可以了。

我们可以设 \(go[i][j]\) 表示从节点 \(i\) 往上走 \(2^j\) 步到的点,\(f[i][j]\)表示 \(i\) ~ \(go[i][j]\) 的所有节点中最小的 \(nearshop[i] - c[i]\)

最终答案即为 \(c[R]\) + 找到的最小 \(nearshop[i] - c[i]\)


易错 or 代码中难理解的点(☆)

  • 开 long long。
  • 找最近特殊点必须只找子树内的,找外面的如果边被断开就没办法了,倍增的话就倍增到 \(P\) 就行了。或者其实那个子树外的特殊点是合法的,但那下次往上跳的时候一定会统计到的。
  • \(P = R\) 时,答案是不会更新的,所以手动判断一下。

代码实现(细节有点多,放注释里了,非常仔细的,看一看吧 QWQ):

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int Num = 1e5 + 5;
int n, s, q, e;
int go[Num][20], dep[Num], u[Num], v[Num], shop_num[Num];
// shop_num[i] 表示i及i的子树内有多少商店 
ll c[Num], near_shop[Num], f[Num][20], p[Num]; //这几个都要开long long!!! 
//!!!只用统计子树内的最近商店,子树外的以后会统计到或根本用不到
bool mark[Num];
struct edge {
	int to;
	ll w;
};
vector<edge> g[Num];
inline ll read() {
	ll s = 0, f = 1; char c = getchar();
	while (c < '0' || c>'9') { if (c == '-')f = -1; c = getchar(); }
	while (c >= '0' && c <= '9') { s = s * 10 + c - '0'; c = getchar(); }
	return s * f;
}
void dfs_pretreat(int x, int fa) {   //pretreat  v.预处理
	go[x][0] = fa; dep[x] = dep[fa] + 1;
	if (mark[x])shop_num[x]++;
	for (int i = 0; i < g[x].size(); i++) {
		int t = g[x][i].to;
		if (t == fa)continue;
		c[t] = c[x] + g[x][i].w;
		dfs_pretreat(t, x);
		shop_num[x] += shop_num[t];
	}
}
void dfs_shop(int x, int fa) {
	if (mark[x])near_shop[x] = 0;
	for (int i = 0; i < g[x].size(); i++) {
		int t = g[x][i].to;
		if (t == fa)continue;
		dfs_shop(t, x);
		near_shop[x] = min(near_shop[x], near_shop[t] + g[x][i].w);
		//只找子树内的最近商店
	}
}
int lca(int x, int y) {
	if (dep[x] < dep[y])swap(x, y); //让x成为深度大的点
	for (int i = 18; i >= 0; i--)if (dep[go[x][i]] > dep[y])x = go[x][i];
	if (dep[x] != dep[y])x = go[x][0];
	for (int i = 18; i >= 0; i--)if (go[x][i] != go[y][i])x = go[x][i], y = go[y][i];
	return (x == y) ? x : go[x][0];
}
void solve(int I, int R) {
	if (dep[u[I]] < dep[v[I]])swap(u[I], v[I]);
	int point = u[I];
	int LCA = lca(R, point);
	if (LCA != point) {  //escaped 优先级大于 oo
		cout << "escaped\n";
		return;
	}
	if (LCA == point && shop_num[point] == 0) {
		cout << "oo\n";
		return;
	}
	ll ans = (ll)0x3f3f3f3f3f3f, pos = R;
	for (int i = 18; i >= 0; i--) {
		if (dep[go[pos][i]] >= dep[point]) {
			ans = min(ans, f[pos][i]);  //先更新再跳
			pos = go[pos][i];
		}
	}
	if (point == R)ans = near_shop[R] - c[R]; //往上跳不了时
	cout << ans + c[R] << endl;
}
int main() {
	n = read(), s = read(), q = read(), e = read(); //e是根节点
	for (int i = 1; i < n; i++) {
		u[i] = read(), v[i] = read();
		int w = read();
		g[u[i]].push_back(edge{ v[i],w });
		g[v[i]].push_back(edge{ u[i],w });
	}
	for (int i = 1; i <= s; i++)mark[read()] = 1;
	dfs_pretreat(e, e);   //e是根节点
	memset(near_shop, 0x3f, sizeof(near_shop)); //要设为无穷大!!!
	dfs_shop(e, e);		  //!!!只用统计子树内的最近商店,子树外的以后会统计到
	for (int t = 1; t <= 18; t++)
		for (int i = 1; i <= n; i++)
			go[i][t] = go[go[i][t - 1]][t - 1];
	for (int i = 1; i <= n; i++)p[i] = near_shop[i] - c[i];  
	//p临时存一下,因为f[i][t]需要表示走2^t步 
	for (int i = 1; i <= n; i++)f[i][0] = min(p[i],p[go[i][0]]);
	//如果i为商店,f[i][0]不需要置为0!!!
	for (int t = 1; t <= 18; t++)
		for (int i = 1; i <= n; i++)
			f[i][t] = min(f[i][t - 1], f[go[i][t - 1]][t - 1]);
	//找c[R] + min{ near_shop[i] - c[i]  }  i∈子树 v[I]
	//f[i][j] 表示在 i ~ go[i][j] 这些点中, (near_shop[]-c[]) 最小是多少(典型倍增思想),最后加上c[R]就为最终answer
	while (q--) {
		int a = read(), b = read();
		solve(a, b);
	}
	return 0;
}

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