BZOJ 1984 月下“毛景树” 树链剖分

该博客讲述了如何利用树链剖分解决BZOJ 1984题目的边权最大值查询问题。作者提醒在处理点权时要注意LCA的点权不应计入路径,并分享了在Ubuntu系统中因未写返回值导致的WA错误经历,强调了-Wall编译选项的重要性。

题目大意:给定一棵树,边上有边权,提供一堆乱七八糟的操作(0.0),多次询问两点之间边权最大值

将每条边的边权放在边下面的点上,然后按照点权处理就行了。注意两个点的LCA的点权不能被算进路径中去

尼玛UBUNTU奇葩系统……我不写返回值居然直接把re给我返回回去了 然后咋拍都过…… 交上去就WA…… 我跪了

再也不敢不写-Wall了……

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#define M 100100
using namespace std;
struct Segtree{
	Segtree *ls,*rs;
	int change_mark,add_mark,max_num;
	void Add(int x);
	void Change(int x);
	void* operator new(size_t size);
}*tree,mempool[M<<1],*C=mempool;
struct abcd{
	int to,f,next;
}table[M<<1];
int head[M],tot=1;
int n;
int fa[M],son[M],dpt[M],size[M];
int pos[M],top[M],f[M],posf[M],cnt;
void Segtree :: Add(int x)
{
	add_mark+=x;
	max_num+=x;
}
void Segtree :: Change(int x)
{
	add_mark=0;
	change_mark=x;
	max_num=x;
}
void* Segtree :: operator new(size_t size)
{
	C->change_mark=-1;
	return C++;
}
void Build_Tree(Segtree*&p,int x,int y)
{
	int mid=x+y>>1;
	p=new Segtree;
	if(x==y)
	{
		p->max_num=posf[mid];
		return ;
	}
	Build_Tree(p->ls,x,mid);
	Build_Tree(p->rs,mid+1,y);
	p->max_num=max(p->ls->max_num,p->rs->max_num);
}
void Change(Segtree*p,int x,int y,int z,int v)
{
	int mid=x+y>>1;
	if(x==y)
	{
		p->max_num=v;
		return ;
	}
	if(~p->change_mark)
	{
		p->ls->Change(p->change_mark);
		p->rs->Change(p->change_mark);
		p->change_mark=-1;
	}
	if(p->add_mark)
	{
		p->ls->Add(p->add_mark);
		p->rs->Add(p->add_mark);
		p->add_mark=0;
	}
	if(z<=mid) Change(p->ls,x,mid,z,v);
	else Change(p->rs,mid+1,y,z,v);
	p->max_num=max(p->ls->max_num,p->rs->max_num);
}
void Change(Segtree*p,int x,int y,int l,int r,int v)
{
	int mid=x+y>>1;
	if(x==l&&y==r)
	{
		p->Change(v);
		return ;
	}
	if(~p->change_mark)
	{
		p->ls->Change(p->change_mark);
		p->rs->Change(p->change_mark);
		p->change_mark=-1;
	}
	if(p->add_mark)
	{
		p->ls->Add(p->add_mark);
		p->rs->Add(p->add_mark);
		p->add_mark=0;
	}
	if(r<=mid) Change(p->ls,x,mid,l,r,v);
	else if(l>mid) Change(p->rs,mid+1,y,l,r,v);
	else Change(p->ls,x,mid,l,mid,v),Change(p->rs,mid+1,y,mid+1,r,v);
	p->max_num=max(p->ls->max_num,p->rs->max_num);
}
void Add(Segtree*p,int x,int y,int l,int r,int v)
{
	int mid=x+y>>1;
	if(x==l&&y==r)
	{
		p->Add(v);
		return ;
	}
	if(~p->change_mark)
	{
		p->ls->Change(p->change_mark);
		p->rs->Change(p->change_mark);
		p->change_mark=-1;
	}
	if(p->add_mark)
	{
		p->ls->Add(p->add_mark);
		p->rs->Add(p->add_mark);
		p->add_mark=0;
	}
	if(r<=mid) Add(p->ls,x,mid,l,r,v);
	else if(l>mid) Add(p->rs,mid+1,y,l,r,v);
	else Add(p->ls,x,mid,l,mid,v),Add(p->rs,mid+1,y,mid+1,r,v);
	p->max_num=max(p->ls->max_num,p->rs->max_num);
}
int Get_Ans(Segtree*p,int x,int y,int l,int r)
{
	int mid=x+y>>1;
	if(x==l&&y==r)
		return p->max_num;
	if(~p->change_mark)
	{
		p->ls->Change(p->change_mark);
		p->rs->Change(p->change_mark);
		p->change_mark=-1;
	}
	if(p->add_mark)
	{
		p->ls->Add(p->add_mark);
		p->rs->Add(p->add_mark);
		p->add_mark=0;
	}
	if(r<=mid) return Get_Ans(p->ls,x,mid,l,r);
	if(l>mid) return Get_Ans(p->rs,mid+1,y,l,r);
	return max( Get_Ans(p->ls,x,mid,l,mid) , Get_Ans(p->rs,mid+1,y,mid+1,r) );
}
void Add(int x,int y,int z)
{
	table[++tot].to=y;
	table[tot].f=z;
	table[tot].next=head[x];
	head[x]=tot;
}
void DFS1(int x)
{
	int i;
	dpt[x]=dpt[fa[x]]+1;
	size[x]=1;
	for(i=head[x];i;i=table[i].next)
	{
		if(table[i].to==fa[x])
			continue;
		fa[table[i].to]=x;
		f[table[i].to]=table[i].f;
		DFS1(table[i].to);
		size[x]+=size[table[i].to];
		if(size[table[i].to]>size[son[x]])
			son[x]=table[i].to;
	}
}
void DFS2(int x)
{
	int i;
	if(son[fa[x]]==x)
		top[x]=top[fa[x]];
	else
		top[x]=x;
	posf[pos[x]=++cnt]=f[x];
	if(son[x]) DFS2(son[x]);
	for(i=head[x];i;i=table[i].next)
	{
		if(table[i].to==fa[x]||table[i].to==son[x])
			continue;
		DFS2(table[i].to);
	}
}
int Query(int x,int y)
{
	int re=-2147483647,fx=top[x],fy=top[y];
	while(fx!=fy)
	{
		if(dpt[fx]<dpt[fy])
			swap(x,y),swap(fx,fy);
		re=max(re, Get_Ans(tree,1,n,pos[fx],pos[x]) );
		fx=top[x=fa[fx]];
	}
	if(x==y) return re;
	if(dpt[x]<dpt[y])
		swap(x,y);
	re=max(re, Get_Ans(tree,1,n,pos[y]+1,pos[x]) );
	return re;
}
void Change(int x,int y,int z)
{
	int fx=top[x],fy=top[y];
	while(fx!=fy)
	{
		if(dpt[fx]<dpt[fy])
			swap(x,y),swap(fx,fy);
		Change(tree,1,n,pos[fx],pos[x],z);
		fx=top[x=fa[fx]];
	}
	if(x==y) return ;
	if(dpt[x]<dpt[y])
		swap(x,y);
	Change(tree,1,n,pos[y]+1,pos[x],z);
}
void _Add(int x,int y,int z)
{
	int fx=top[x],fy=top[y];
	while(fx!=fy)
	{
		if(dpt[fx]<dpt[fy])
			swap(x,y),swap(fx,fy);
		Add(tree,1,n,pos[fx],pos[x],z);
		fx=top[x=fa[fx]];
	}
	if(x==y) return ;
	if(dpt[x]<dpt[y])
		swap(x,y);
	Add(tree,1,n,pos[y]+1,pos[x],z);
}
int main()
{

	#ifdef PoPoQQQ
		freopen("1984.in","r",stdin);
		freopen("1984.out","w",stdout);
	#endif

	int i,x,y,z;
	char p[20];
	cin>>n;
	for(i=1;i<n;i++)
	{
		scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);
		Add(x,y,z);Add(y,x,z);
	}
	DFS1(1);
	DFS2(1);
	Build_Tree(tree,1,n);
	while(1)
	{
		scanf("%s",p);
		switch(p[1])
		{
			case 'a':
				scanf("%d%d",&x,&y);
				printf("%d\n", Query(x,y) );
				break;
			case 'h':
				int temp;
				scanf("%d%d",&temp,&z);
				x=table[temp<<1].to;
				y=table[temp<<1|1].to;
				if(dpt[x]<dpt[y])
					swap(x,y);
				Change(tree,1,n,pos[x],z);
				break;
			case 'o':
				scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);
				Change(x,y,z);
				break;
			case 'd':
				scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);
				_Add(x,y,z);
				break;
			case 't':
				return 0;
		}
	}
}



### 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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