【题解】洛谷1600天天爱跑步(NOIP2016)

本文提供了一种解决比赛中特定问题的方法,通过动态规划和树状数组技术,详细阐述了如何计算每个点在某时刻可见的人数。文章首先介绍了问题的转化思路,然后深入讲解了上行和下行路径的贡献计算,最后提供了完整的代码实现。

为之前一坨屎的代码向大家道歉,我发现后立即重写了一份,希望能帮助大家理解 QwQ

在这里给大家提供一种非常简单的方法。

我们先来转化一下题面:题目要求我们求每一个点在某个时间能看到的人数,那我们也可以分别计算每一个人对于他跑步的那条路径上的贡献。

那么我们可以发现一个显而易见的事情:这条路经一定由一段上行和一段下行组成。而且有且只有这两条路径。所以我们分开来看这两条路径:

  1. 如果这条路径是上行的,那么我们设这个人跑了 TTT 秒,起点深度为 depstdep_{st}depst,则一定有 depnow=depst−Tdep_{now}=dep_{st}-Tdepnow=depstTnownownow 表示当前第 TTT 秒的位置)
  2. 同理,如果是下行的,那么一定有 depnow=depst+Tdep_{now}=dep_{st}+Tdepnow=depst+T

移项发现:depst=depnow+Tdep_{st}=dep_{now}+Tdepst=depnow+Tdepst=depnow−Tdep_{st}=dep_{now}-Tdepst=depnowT

也就是说,对于一个起点 ststst ,他对 depi+Ti=depstdep_i+T_i=dep_{st}depi+Ti=depstdepi−Ti=depstdep_i-T_i=dep_{st}depiTi=depst 的点都会产生1的贡献。

所以我们把每一个人的路径都拆分成上行和下行两段,然后分别按照 Ti+depiT_i+dep_iTi+depidepi−Tidep_i-T_idepiTi 排序就行了。

既然我们现在处理出了每一段路径的出发点的信息,那么我们可以把观察者按照 depidep_idepi 排序,然后寻找那些能够观察到的点即可。

现在第二个问题又来了:怎么对于么一个观察点,处理出所有信息与它的 depdepdep 相等的点呢?

这个其实很好想,因为我们其实就是在求经过这个点的路径数量,所以我们就可以在每条路径的下端点做差分,然后统计每一个观察点的字数和计可。(用dfsdfsdfs序+树状数组统计子树和大家应该都会吧)最后记得统计完每一个信息不同的观察点后暴力将刚才插入的差分值删除就行了。复杂度:O(n⋅logn)O(n·log n)O(nlogn)

下面附上代码(本人亲手重写过的,体验更佳):

#include<bits/stdc++.h>
#define N 1000005
using namespace std;
int cnt[2],n,m,tot,s[N],e[N],ans[N],siz[N],dfn[N],dep[N],vis[N],t[N],sum[N],fa[N][21];
vector<int> edge[N];
struct nod{
	int p,q,r;
	nod(){;}
	nod(int _p,int _q){p=_p,q=_q;}
	nod(int _p,int _q,int _r){p=_p,q=_q,r=_r;}
}a[N],b[2][N];
stack<nod> sk;
bool cmp(nod x,nod y){return x.q<y.q;}
bool cmp2(nod x,nod y){return x.r<y.r;}
void addedge(int u,int v) {
	edge[u].push_back(v);
	edge[v].push_back(u);
}
int lowbit(int x){return x&(-x);}
void ins(int x,int v) {
	if(x==0)	return;
	for(int i=x;i<=n;i+=lowbit(i))
		sum[i]+=v;
}
int ques(int x) {
	int Ans=0;
	for(int i=x;i>0;i-=lowbit(i))
		Ans+=sum[i];
	return Ans;
}
void dfs(int x)
{
	for(int i=1;i<=20;i++)
		fa[x][i]=fa[fa[x][i-1]][i-1];
	siz[x]=vis[x]=1,dfn[x]=++tot;
	for(int i=0;i<edge[x].size();i++)
	{
		int nex=edge[x][i];
		if(!vis[nex])
		{
			fa[nex][0]=x;
			dep[nex]=dep[x]+1;
			dfs(nex),siz[x]+=siz[nex];
		}
	}
}
int lca(int x,int y)
{
	if(x==y)    return x;
	if(dep[x]<dep[y])	swap(x,y);
	for(int i=20;i>=0;i--)
		if(dep[fa[x][i]]>=dep[y])
			x=fa[x][i];
	if(x==y)    return x;
	for(int i=20;i>=0;i--)
		if(fa[x][i]!=fa[y][i])
			x=fa[x][i],y=fa[y][i];
	return fa[x][0];
}
void insedge(int st,int en,int k,int minus) {b[k][++cnt[k]]=nod(st,en,dep[k?en:st]-minus);}
int main()
{
	int u,v;
	cin>>n>>m;
	for(int i=1;i<n;i++)
		cin>>u>>v,addedge(u,v);
	for(int i=1;i<=n;i++)
		cin>>t[i];
	for(int i=1;i<=m;i++)
		cin>>s[i]>>e[i];
	dep[1]=1,dfs(1);
	for(int i=1;i<=n;i++)
		a[i]=nod(i,t[i]+dep[i]);
	for(int i=1;i<=n;i++)
		a[i+n]=nod(i,dep[i]-t[i]);
	sort(a+1,a+n+1,cmp),sort(a+n+1,a+n*2+1,cmp);

	for(int i=1;i<=m;i++)
	{
		int st=s[i],en=e[i],pre=lca(st,en);
		if(st==pre)			insedge(en,st,1,0);
		else if(en==pre)	insedge(st,en,0,0);
		else
		{
			int low=st;
			for(int i=20;i>=0;i--)
				if(dep[fa[low][i]]>dep[pre])
					low=fa[low][i];
			insedge(st,low,0,0);
			insedge(en,pre,1,dep[st]-dep[pre]);
		}
	}
	sort(b[0]+1,b[0]+cnt[0]+1,cmp2);
	sort(b[1]+1,b[1]+cnt[1]+1,cmp2);
	int x=1,y=1;

	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		int cur=a[i].p;
		if(a[i].q!=a[i-1].q)
			while(!sk.empty()) {
				nod now=sk.top(); sk.pop();
				ins(now.p,-1),ins(now.q,1);
			}
		for(;x<=cnt[0] && b[0][x].r<=a[i].q;x++)
			if(a[i].q!=a[i-1].q && b[0][x].r==a[i].q)
			{
				int lo=b[0][x].p,hi=b[0][x].q;
				ins(dfn[lo],1),ins(dfn[fa[hi][0]],-1);
				sk.push(nod(dfn[lo],dfn[fa[hi][0]]));
			}
		ans[cur]+=ques(dfn[cur]+siz[cur]-1)-ques(dfn[cur]-1);
	}
	while(!sk.empty()) {
		nod now=sk.top(); sk.pop();
		ins(now.p,-1),ins(now.q,1);
	}

	for(int i=n+1;i<=n*2;i++)
	{
		int cur=a[i].p;
		if(a[i].q!=a[i-1].q)
			while(!sk.empty()) {
				nod now=sk.top(); sk.pop();
				ins(now.p,-1),ins(now.q,1);
			}
		for(;y<=cnt[1] && b[1][y].r<=a[i].q;y++)
			if(a[i].q!=a[i-1].q && b[1][y].r==a[i].q)
			{
				int lo=b[1][y].p,hi=b[1][y].q;
				ins(dfn[lo],1),ins(dfn[fa[hi][0]],-1);
				sk.push(nod(dfn[lo],dfn[fa[hi][0]]));
			}
		ans[cur]+=ques(dfn[cur]+siz[cur]-1)-ques(dfn[cur]-1);
	}
	while(!sk.empty()) {
		nod now=sk.top(); sk.pop();
		ins(now.p,-1),ins(now.q,1);
	}

	for(int i=1;i<=n;i++)
		cout<<ans[i]<<" ";
	return 0;
}
<think>好的,用户现在在询问洛谷平台上关于树上点差分的练习题。之前我已经提供了一些练习题单,包括基础和一维差分、树上差分的进阶题,比如P3128和P3258。用户现在明确提到要树上点差分的题目,可能需要更具体的推荐或者更多的题目。 首先,我需要回顾之前的回答,确保不重复推荐。之前提到的P3128和P3258都是树上点差分的经典题,用户可能需要更多类似的题目。另外,用户提供的引用[1]和[2]中提到了一些树上问题的总结和差分方法,特别是引用[2]详细说明了点权和边权差分的区别,这可能对用户有帮助。 接下来,我需要查找洛谷上其他树上点差分的题目。常见的还有P2680运输计划,不过这个可能涉及边差分,需要确认。另外P1600天天跑步虽然用户已经接触过,但可以再次推荐,因为它结合了点差分的应用。还有P3258松鼠的新家已经提过,可能需要寻找其他类似题。 另外,用户可能对题目的难度和考察点有不同需求,所以需要分层次推荐,从基础到进阶。例如,P3258处理的是路径重复点,而P3128是统计最大流量,这些都是树上点差分的典型应用。此外,可能需要推荐一些结合LCA(最近公共祖先)的题目,因为LCA在树上差分中至关重要。 还要考虑用户是否有时间窗口或复杂条件的题目需求,比如结合时间或多次查询的题目。例如,蓝桥杯的区间染色问题可能是一个变式,但可能不在洛谷上。需要确保推荐的题目都在洛谷平台。 可能需要补充的题目包括: 1. P3258松鼠的新家:已经推荐过,但可以再次强调其处理路径终点重复的问题。 2. P2680运输计划:虽然主要涉及边差分,但可能可以转换思路,或者用户可能混淆了点差分和边差分,需要澄清。 3. P5002 专心OI - 找祖先:可能涉及树上的统计,但不确定是否用点差分。 4. P4216 情报传递:结合时间窗口和路径覆盖,可能需要点差分。 需要验证这些题目是否符合树上点差分的要求。例如,P4216可能需要多次查询路径上的节点是否满足时间条件,可能用点差分来记录信息。 另外,用户可能需要每个题目的核心考点和解题关键点,以帮助他们理解如何应用点差分。例如,在P3128中,通过LCA来调整差分数组,然后DFS回溯统计最大值,这是树上点差分的标准流程。 可能还需要考虑用户是否已经掌握了LCA的求解方法,因为树上差分通常需要结合LCA。如果用户对LCA不熟悉,可能需要推荐相关题目或教程,但用户的问题集中在差分,所以暂时先专注于差分题目。 总结需要推荐的题目: - P3128 [USACO15DEC] Max Flow P(已推荐) - P3258 [JLOI2014] 松鼠的新家(已推荐) - P1600 天天跑步(已接触,但可深入) - P4216 情报传递(可能适用) - P5836 [USACO19DEC] Milk Visits S(可能涉及点查询) 需要检查这些题目是否确实使用树上点差分。例如,P4216可能需要点差分来处理路径上的节点标记,而P5836可能涉及路径查询,但不确定是否用差分。 另外,洛谷的题单或者题解中可能有更多树上差分的题目,比如P4427 [BJOI2018]求和,但该题可能更多是前缀和而非差分。需要确保推荐的题目准确符合用户需求。 可能还需要补充一些难度较低的题目,如果用户觉得P3128太难,可以有更基础的练习,但用户之前已经完成了一些基础题,可能可以继续推荐进阶题。 最后,确保每个推荐的题目都有明确的核心考点和解题关键,帮助用户理解如何应用点差分技术,并附上题目链接方便用户查找。</think>以下是为您整理的**洛谷树上点差分专项题单**,包含经典题目及解析思路,结合路径覆盖、LCA应用等核心场景: --- ### 一、基础入门题 #### 1. [P3128 [USACO15DEC] Max Flow P](https://www.luogu.com.cn/problem/P3128) - **题目类型**:树路径点覆盖 + 统计最大值 - **核心操作**: 对树上路径 $u \to v$ 上的所有节点值+1,求最终节点的最大值。 - **点差分实现**: ```plaintext diff[u] += 1 diff[v] += 1 diff[lca(u, v)] -= 1 diff[fa(lca(u, v))] -= 1 ``` 通过DFS回溯累加子树标记,最终取最大值[^2][^1]。 #### 2. [P3258 [JLOI2014] 松鼠的新家](https://www.luogu.com.cn/problem/P3258) - **题目类型**:路径重复点处理 - **特殊点处理**: 路径终点会因连续访问重复计数,需在差分标记中调整: ```plaintext diff[start] += 1 diff[end+1] -= 1 # 终点下一位置取消标记 ``` 结合LCA修正父节点标记。 --- ### 二、进阶综合题 #### 1. [P1600 天天跑步](https://www.luogu.com.cn/problem/P1600) - **题目类型**:时间窗口 + 路径观测点分析 - **点差分技巧**: 分上行/下行路径推导观测条件: - 上行路径满足:$w[u] = \text{depth}[s] - \text{depth}[u]$ - 下行路径满足:$w[u] = (\text{depth}[s] - 2 \cdot \text{depth}[\text{LCA}]) + (\text{depth}[u] - \text{depth}[\text{LCA}])$ 通过差分数组记录符合条件的路径数,回溯统计结果[^1][^2]。 #### 2. [P4216 [SCOI2015] 情报传递](https://www.luogu.com.cn/problem/P4216) - **题目类型**:动态路径覆盖 + 时间轴处理 - **解题思路**: 对每次传递情报的路径 $u \to v$,用点差分标记当前时间点的覆盖次数。 查询时,通过DFS回溯统计路径上节点的时间戳是否满足 $当前时间 - 标记时间 > C$[^1]。 --- ### 三、高阶挑战题 #### 1. [P2680 [NOIP2015 提高组] 运输计划](https://www.luogu.com.cn/problem/P2680) - **题目类型**:边权影响下的路径覆盖极值 - **点差分变式**: 将边权问题转化为点处理(若边 $u \to v$ 的权值影响其子节点),统计每条边被所有路径覆盖的次数,结合二分答案验证[^2]。 #### 2. [CF191C Fools and Roads](https://www.luogu.com.cn/problem/CF191C)洛谷远程题库) - **题目类型**:边权统计的伪装点差分 - **技巧转换**: 将边权累加转换为两端点的差分标记: ```plaintext diff[u] += k diff[v] += k diff[lca(u, v)] -= 2k ``` 回溯时通过子节点值累加得到边权[^2]。 --- ### 四、训练建议 1. **先掌握LCA算法**:树上差分必用倍增/Tarjan求LCA(如P3379模板题) 2. **理解标记传递逻辑**:通过画树形图模拟差分标记的传递过程 3. **独立推导公式**:如P1600的观测条件,避免直接套用题解 需要题解代码或进一步分析可随时告知,我会提供详细注释版本 😊
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