BZOJ 4034浅谈树链剖分及线段树维护

本文介绍了如何利用树链剖分和线段树来处理树上的路径问题和子树大小的维护。针对10^5规模的数据,探讨了树链剖分的特性,如重链的DFS序连续性,并详细阐述了如何用线段树进行区间修改和查询,特别强调了在实际操作中的细节处理。

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这里写图片描述
世界真的很大
这道题还是很良心的
上来就说是数据结构的题
这类题的特点是代码量大,叙述简单,支持修改和查询,数据规模在10^5左右
还是先看一下题:
description:

有一棵点数为 N 的树,以点 1 为根,且树点有边权。然后有 M 个
操作,分为三种:
操作 1 :把某个节点 x 的点权增加 a 。
操作 2 :把某个节点 x 为根的子树中所有点的点权都增加 a 。
操作 3 :询问某个节点 x 到根的路径中所有点的点权和。

input

第一行包含两个整数 N, M 。表示点数和操作数。接下来一行 N 个整数,表示树中节点的初始权值。接下来 N-1 
行每行三个正整数 fr, to , 表示该树中存在一条边 (fr, to) 。再接下来 M 行,每行分别表示一次操作。其中
第一个数表示该操作的种类( 1-3 ) ,之后接这个操作的参数( x 或者 x a ) 。

output

对于每个询问操作,输出该询问的答案。答案之间用换行隔开。

对于树上的路径问题或子树大小的维护,且这棵树的结构是不改变的,很容易想到树链剖分或DFS序来维护线段树
遗憾的是这道题两种方法都可以
DFS序一般还是比较熟悉了,所以来尝试一下树链剖分的写法
思路上没什么难度主要是在代码上
树链剖分的重链有一个神奇的性质就是他们的DFS序是连续的
可以用线段树维护DFS序
子树操作时,因为子树的所有点的DFS序都在子树根节点的in,out里,所以直接区间修改就行了
查询是从点到它所属的重链,区间查询,累加起来一直到根节点,细节处理需要注意
完整代码:

#include<stdio.h>
#include<algorithm>
using namespace std;
typedef long long dnt;
struct node
{
    dnt sum,flag;
    node *ls,*rs;
    void pushdown(int lf,int rg)
    {
        if(flag)
        {
            int mid=(lf+rg)>>1;
            ls->flag+=flag;
            ls->sum+=( dnt ) (mid-lf+1)*flag;
            rs->flag+=flag;
            rs->sum+=( dnt ) (rg-mid)*flag;
            flag=0;
        }
    }
    void update()
    {
        sum=ls->sum+rs->sum;
    }
}pool[800010],*tail=pool,*root;

struct edge
{
    int v,last;
}ed[400010];

int num=0,idx=0,n,m;
int head[400010],in[400010],out[400010],re[400010],fa[400010];
int son[400010],siz[400010],top[400010],a[400010];

void add(int u,int v)
{
    num++;
    ed[num].v=v;
    ed[num].last=head[u];
    head[u]=num;
}

node* build(int lf,int rg)
{
    node *nd=++tail;
    if(lf==rg)
    {
        nd->flag=0;
        nd->sum=a[re[lf]];
        return nd;
    }
    int mid=(lf+rg)>>1;
    nd->ls=build(lf,mid);
    nd->rs=build(mid+1,rg);
    nd->update();
    return nd;
}

void dfs1(int u)
{
    siz[u]=1;
    for(int i=head[u];i;i=ed[i].last)
    {
        int v=ed[i].v;
        if(v==fa[u]) continue ;
        fa[v]=u;
        dfs1(v);
        siz[u]+=siz[v];
        if(siz[v]>siz[son[u]]) son[u]=v;
    }
}

void dfs2(int u,int tp)
{
    in[u]=++idx;
    re[idx]=u;
    top[u]=tp;
    if(son[u]) dfs2(son[u],tp);
    for(int i=head[u];i;i=ed[i].last)
    {
        int v=ed[i].v;
        if(v==fa[u] || v==son[u]) continue ;
        dfs2(v,v);
    }
    out[u]=idx;
}

void buildcp()
{
    fa[1]=1;
    dfs1(1);
    idx=0;
    dfs2(1,1);
}

void modify(node* nd,int lf,int rg,int L,int R,int delta)
{
    if(L<=lf&&rg<=R)
    {
        nd->sum+=( dnt ) (rg-lf+1)* delta;
        nd->flag+=delta;
        return ;
    }
    int mid=(lf+rg)>>1;
    nd->pushdown(lf,rg);
    if(L<=mid) modify(nd->ls,lf,mid,L,R,delta);
    if(R>mid) modify(nd->rs,mid+1,rg,L,R,delta);
    nd->update();
    return ;
}

dnt query(node* nd,int lf,int rg,int L,int R)
{
    if(L<=lf&&rg<=R)
    {
        return nd->sum;
    }
    int mid=(lf+rg)>>1;
    dnt rt=0;
    nd->pushdown(lf,rg);
    if(L<=mid) rt+=query(nd->ls,lf,mid,L,R);
    if(R>mid) rt+=query(nd->rs,mid+1,rg,L,R);
    return rt;
}

dnt qu(int u)
{
    dnt rt=0;
    while(top[u]!=1)
    {   
        int L=in[top[u]],R=in[u];
        if(L>R) swap(L,R);
        if(L&&R)
        rt+=query(root,1,idx,L,R);
        u=fa[top[u]];
    }
    rt+=query(root,1,idx,1,in[u]);
    return rt;
}

int main()
{
    scanf("%d%d",&n,&m);
    for(int i=1;i<=m;i++)
        scanf("%d",&a[i]);
    for(int i=1;i<n;i++)
    {
        int u,v;
        scanf("%d%d",&u,&v);
        add(u,v);
        add(v,u);
    }
    buildcp();
    root=build(1,idx);
    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
        int opt,u,delta;
        scanf("%d",&opt);
        if(opt==1)
        {
            scanf("%d%d",&u,&delta);
            modify(root,1,idx,in[u],in[u],delta);
        }
        else if(opt==2)
        {
            scanf("%d%d",&u,&delta);
            modify(root,1,idx,in[u],out[u],delta);
        }
        else
        {
            scanf("%d",&u);
            printf("%lld\n",qu(u));
        }
    }
    return 0;
}

嗯,就是这样

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