51nod 1737【树的重心】

本文介绍了一种利用树的重心概念来解决路径计数问题的方法。通过找到树的重心并删除它,可以将原问题分解为更小的子问题进行求解,有效地减少了计算复杂度。

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思路:
树的重心也叫树的质心。
找到一个点,其所有的子树中最大的子树节点数最少,那么这个点就是这棵树的重心,删去重心后,
生成的多棵树尽可能平衡。
考虑每一条边被统计进答案几次,若断开这条边后树形成大小为s1、s2的两个联通块则这条边最多被统计min(s1,s2)次。

删去重心后任意同一联通块中的两点不构成路径。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long LL;
const int N=1e5+10;

struct asd{
    LL w;
    int to;
    int next;
}e[N*2];
int head[N],tol,n;
void init()
{
    memset(head,-1,sizeof(head));
    tol=0;
}
void add(int u,int v,LL w)
{
    e[tol].w=w;
    e[tol].to=v;
    e[tol].next=head[u];
    head[u]=tol++;
}
bool vis[N];
int d[N];
int minnode,minbalence;
void DFS(int u,int pre)
{
    d[u]=1;
    int maxson=0;
    for(int i=head[u];~i;i=e[i].next)
    {
        int v=e[i].to;
        if(vis[v]) continue;
        vis[v]=true;
        DFS(v,u);
        d[u]+=d[v];
        maxson=max(maxson,d[v]);
    }
    maxson=max(maxson,n-d[u]);
    if(maxson<minbalence)
    {
        minbalence=maxson;
        minnode=u;
    }
}
LL ans;
void DFS_2(int u,LL sum)
{
    for(int i=head[u];~i;i=e[i].next)
    {
        int v=e[i].to;
        if(vis[v]) continue;
        vis[v]=true;
        ans=ans+sum+e[i].w;
        DFS_2(v,sum+e[i].w);
    }
}

int main()
{
    int u,v;
    LL w;
    scanf("%d",&n);
    init();
    for(int i=1;i<n;i++){
        scanf("%d%d%lld",&u,&v,&w);
        add(u,v,w);
        add(v,u,w);
    }
    minnode=0;
    minbalence=INT_MAX;
    memset(d,0,sizeof(d));
    memset(vis,false,sizeof(vis));
    d[1]=0;
    vis[1]=true;
    DFS(1,0);
    memset(vis,false,sizeof(vis));
    ans=0;
    vis[minnode]=true;
    DFS_2(minnode,0LL);
    printf("%lld\n",ans);
    return 0;
}



题目 51nod 3478 涉及一个矩阵问题,要求通过最少的操作次数,使得矩阵中至少有 `RowCount` 行和 `ColumnCount` 列是回文的。解决这个问题的关键在于如何高效地枚举所有可能的行和列组合,并计算每种组合所需的操作次数。 ### 解法思路 1. **预处理每一行和每一列变为回文所需的最少操作次数**: - 对于每一行,计算将其变为回文所需的最少操作次数。这可以通过比较每对对称位置的值是否相同来完成。 - 对于每一列,计算将其变为回文所需的最少操作次数,方法同上。 2. **枚举所有可能的行和列组合**: - 由于 `N` 和 `M` 的最大值为 8,因此可以枚举所有可能的行组合和列组合。 - 对于每一种组合,计算其所需的最少操作次数,并取最小值。 3. **计算操作次数**: - 对于每一种组合,需要计算哪些行和列需要修改,并且注意行和列的交叉点可能会重复计算,因此需要去重。 ### 代码实现 以下是一个可能的实现方式,使用了枚举和位运算来处理组合问题: ```python def min_operations_to_palindrome(matrix, row_count, col_count): import itertools N = len(matrix) M = len(matrix[0]) # Precompute the cost to make each row a palindrome row_cost = [] for i in range(N): cost = 0 for j in range(M // 2): if matrix[i][j] != matrix[i][M - 1 - j]: cost += 1 row_cost.append(cost) # Precompute the cost to make each column a palindrome col_cost = [] for j in range(M): cost = 0 for i in range(N // 2): if matrix[i][j] != matrix[N - 1 - i][j]: cost += 1 col_cost.append(cost) min_total_cost = float('inf') # Enumerate all combinations of rows and columns rows = list(range(N)) cols = list(range(M)) from itertools import combinations for row_comb in combinations(rows, row_count): for col_comb in combinations(cols, col_count): # Calculate the cost for this combination cost = 0 # Add row costs for r in row_comb: cost += row_cost[r] # Add column costs for c in col_comb: cost += col_cost[c] # Subtract the overlapping cells for r in row_comb: for c in col_comb: # Check if this cell is part of the palindrome calculation if r < N // 2 and c < M // 2: if matrix[r][c] != matrix[r][M - 1 - c] and matrix[N - 1 - r][c] != matrix[N - 1 - r][M - 1 - c]: cost -= 1 min_total_cost = min(min_total_cost, cost) return min_total_cost # Example usage matrix = [ [0, 1, 0], [1, 0, 1], [0, 1, 0] ] row_count = 2 col_count = 2 result = min_operations_to_palindrome(matrix, row_count, col_count) print(result) ``` ### 代码说明 - **预处理成本**:首先计算每一行和每一列变为回文所需的最少操作次数。 - **枚举组合**:使用 `itertools.combinations` 枚举所有可能的行和列组合。 - **计算成本**:对于每一种组合,计算其成本,并考虑行和列交叉点的重复计算问题。 ### 复杂度分析 - **时间复杂度**:由于 `N` 和 `M` 的最大值为 8,因此枚举所有组合的时间复杂度为 $ O(N^{RowCount} \times M^{ColCount}) $,这在实际中是可接受的。 - **空间复杂度**:主要是存储预处理的成本,空间复杂度为 $ O(N + M) $。 ### 相关问题 1. 如何优化矩阵中行和列的枚举组合以减少计算时间? 2. 在计算行和列的交叉点时,如何更高效地处理重复计算的问题? 3. 如果矩阵的大小增加到更大的范围,如何调整算法以保持效率? 4. 如何处理矩阵中行和列的回文条件不同时的情况? 5. 如何扩展算法以支持更多的操作类型,例如翻转某个区域的值?
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