BZOJ 2819 Nim 树链剖分/DFS序+LCA+树状数组

本文介绍了一种利用树链剖分解决特定树形结构中Nim游戏问题的方法。通过广搜实现树链剖分,并使用ZKW线段树进行单点修改区间查询,最终判断Nim游戏是否存在必胜策略。

题意:给定一棵树,每个节点是一堆石子,给定两种操作:

1.改变x号节点的石子数量

2.用从x到y的路径上的所有堆石子玩一次Nim游戏,询问是否有必胜策略

Nim游戏有必胜策略的充要条件是所有堆的石子数异或起来不为零

这题首先一看就是树链剖分 然后题目很善良地告诉我们深搜会爆栈 于是我们可以选择广搜版的树链剖分

BFS序从左到右是深搜,从右到左是回溯,一遍BFS就够

单点修改区间查询还可以套用ZKW线段树

不过这题其实不用这么麻烦 有更简单的办法 详见 http://dzy493941464.is-programmer.com/posts/40428.html

由于要手写系统栈所以懒得写0.0 又想起省选时30W爆栈第一次手写系统栈的时候了0.0 居然还过了0.0

就贴个树链剖分版的吧 怎么最近代码越写越慢0.0

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#define M 500100
using namespace std;
struct abcd{
    int to,next;
}table[M<<1];
int head[M],tot;
void add(int x,int y)
{
    table[++tot].to=y;
    table[tot].next=head[x];
    head[x]=tot;
}
int n,m,q,tree[1049000],f[M],pos[M],dpt[M],siz[M],son[M],top[M],fa[M],cnt,queue[M],r,h;
void bfs()
{
    int i,j,x;
    queue[++r]=1;
    while(r!=h)
    {
        x=queue[++h];
        dpt[x]=dpt[fa[x]]+1;
        siz[x]=1;
        for(i=head[x];i;i=table[i].next)
        {
            if(table[i].to==fa[x])
                continue;
            fa[table[i].to]=x;
            queue[++r]=table[i].to;
        }
    }
    for(i=n;i;i--)
    {
        x=queue[i];
        siz[fa[x]]+=siz[x];
        if(siz[x]>siz[son[fa[x]]])
            son[fa[x]]=x;
    }
    for(i=1;i<=n;i++)
    {
        x=queue[i];
        if(son[fa[x]]==x)
            top[x]=top[fa[x]];
        else
        {
            top[x]=x;
            for(j=x;j;j=son[j])
                pos[j]=++cnt;
        }
    }
}
void Build_tree()
{
    for(int i=q-1;i;i--)
        tree[i]=tree[i<<1]^tree[i<<1|1];
}
void change(int x,int y)
{
    for(tree[x+=q]=y,x>>=1;x;x>>=1)
        tree[x]=tree[x<<1]^tree[x<<1|1];
}
int getans(int x,int y)
{
    int re=0;
    for(x+=q-1,y+=q+1;x^y^1;x>>=1,y>>=1)
    {
        if(~x&1)re^=tree[x^1];
        if( y&1)re^=tree[y^1];
    }
    return re;
}
int query(int x,int y)
{
    int re=0,fx=top[x],fy=top[y];
    while(fx!=fy)
    {
        if(dpt[fx]<dpt[fy])
            swap(x,y),swap(fx,fy);
        re^=getans(pos[fx],pos[x]);
        x=fa[fx];fx=top[x];
    }
    if(dpt[x]<dpt[y])
        swap(x,y);
    re^=getans(pos[y],pos[x]);
    return re;
}
int main()
{
     
     
    int i,x,y;
    char p[10];
    cin>>n;
    for(q=1;q<=n+1;q<<=1);
    for(i=1;i<=n;i++)
        scanf("%d",&f[i]);
    for(i=1;i<n;i++)
    {
        scanf("%d%d",&x,&y);
        add(x,y);
        add(y,x);
    }
    bfs();
    for(i=1;i<=n;i++)
        tree[pos[i]+q]=f[i];
    Build_tree();
    cin>>m;
    for(i=1;i<=m;i++)
    {
        scanf("%s%d%d",p,&x,&y);
        if(p[0]=='C')
            change(pos[x],y);
        else
            printf("%s\n",query(x,y)==0?"No":"Yes");
    }
}

### 树链剖分的适用场景与使用方法 树链剖分是一种高效的数据结构,用于处理树上的路径查询和修改问题。它通过将树分解为若干条不相交的链来优化复杂度,使得许多原本需要 \(O(n)\) 时间的操作可以在 \(O(\log n)\) 时间内完成[^1]。 #### 1. 树链剖分的核心思想 树链剖分的核心在于将树分割成若干条链,这些链可以拼接成树上的任意路径。常见的树链剖分方法包括重链剖分和长链剖分。其中,重链剖分是最常用的一种方法,其基本原理是:对于每个节点,选择其所有子节点中包含节点数最多的子节点作为重儿子,连接重儿子的边称为重边,由重边构成的链称为重链[^2]。 #### 2. 树链剖分的适用场景 树链剖分适用于以下场景: - **路径查询**:例如,求解树上两点之间的最大值、最小值或和等问题。 - **路径修改**:例如,对树上某条路径上的所有节点进行加法或乘法操作。 - **子树查询**:例如,求解某个节点的子树中的最大值、最小值或和等问题。 - **动态维护**:当树的结构或节点属性发生变化时,树链剖分结合线段树等数据结构可以高效地维护这些变化。 #### 3. 树链剖分的应用方法 以下是树链剖分的基本应用步骤: ```python # 树链剖分的实现示例(Python) from collections import defaultdict, deque class TreeChainDecomposition: def __init__(self, n): self.n = n self.adj = defaultdict(list) self.parent = [0] * (n + 1) self.depth = [0] * (n + 1) self.size = [0] * (n + 1) self.heavy = [0] * (n + 1) self.top = [0] * (n + 1) self.pos = [0] * (n + 1) self.rpos = [0] * (n + 1) self.cnt = 0 def add_edge(self, u, v): self.adj[u].append(v) self.adj[v].append(u) def dfs1(self, u, p): self.parent[u] = p self.size[u] = 1 max_subtree = -1 for v in self.adj[u]: if v != p: self.depth[v] = self.depth[u] + 1 self.dfs1(v, u) self.size[u] += self.size[v] if self.size[v] > max_subtree: max_subtree = self.size[v] self.heavy[u] = v def dfs2(self, u, t): self.top[u] = t self.pos[u] = self.cnt self.rpos[self.cnt] = u self.cnt += 1 if self.heavy[u] != 0: self.dfs2(self.heavy[u], t) for v in self.adj[u]: if v != self.parent[u] and v != self.heavy[u]: self.dfs2(v, v) # 示例:初始化并构建树 n = 5 tree = TreeChainDecomposition(n) edges = [(1, 2), (1, 3), (2, 4), (2, 5)] for u, v in edges: tree.add_edge(u, v) tree.dfs1(1, 0) tree.dfs2(1, 1) ``` 上述代码实现了树链剖分的基本框架,包括深度优先搜索(DFS)和重链划分。 #### 4. 实际应用案例 以 bzoj3252 为例,题目要求在树状结构中求解路径的最大价值和。这种问题可以通过树链剖分结合线段树或树状数组来解决。具体步骤如下: - 使用树链剖分将树划分为若干条链。 - 对每条链建立线段树或其他支持快速区间查询和修改的数据结构。 - 在查询或修改时,将路径拆分为若干条链,并分别在线段树上进行操作[^3]。 #### 5. 注意事项 - 树链剖分的时间复杂度通常为 \(O(n \log n)\),适合处理大规模数据。 - 在实际应用中,需要根据问题的具体需求选择合适的剖分方式(如重链剖分或长链剖分)。 - 结合其他数据结构(如线段树、树状数组)可以进一步提升效率。 ---
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