题解 【luogu P2680 NOIp提高组2015 运输计划】

本文介绍了一种结合树上差分技术和最近公共祖先(LCA)算法解决特定图论问题的方法:在一棵树中,通过允许修改一条边的权重来寻找经过该操作后树中最长路径的最小可能长度。文章详细讨论了使用二分查找、DFS以及LCA算法来高效地解决这个问题,并提供了一个完整的C++代码实现。

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题解
题意
一棵树上有 m m 条路径,可以将其中一条边的权值改为0,问最长的路径最短是多少
分析

  • 最短的路径最长自然想到二分最长路径,设其为dis

    • 关键在于如何check
    • check的关键又是将哪条边改为0
    • 贪心,如果所有超过 dis d i s 的路径能在一条边上重合,则将那条边改为0,之后再判断改为0后是否最大的路径小于 dis d i s ;若无法将所有超过 dis d i s 的边重合在一条边上,直接return false;
    • 做法

      • 算两个点之间的路径长用dfs + LCA来实现
      • 判断路径之间的重合用树上差分来实现
      • 这里用的是倍增

      注意事项

      无向边要把数组开两倍!!!

      代码

      #include <iostream>
      #include <cstdlib>
      #include <cstdio>
      #include <cstring>
      
      using namespace std;
      
      const int MAXN = 500500;
      int n, m;
      int logn;
      int u[MAXN], v[MAXN], lca[MAXN];
      int vis[MAXN], dep[MAXN], fa[MAXN][25];
      int dfn[MAXN], Index, Edge_cnt;
      int Max_dis = -1, treeC[MAXN], predis[MAXN], dissum[MAXN], distence[MAXN];
      
      int ecnt;
      struct node
      {
          int v;
          int w;
          node *next;
      }pool[MAXN << 1], *head[MAXN << 1];
      
      void addedge(int u, int v, int w)
      {
          node *p = &pool[++ecnt], *q = &pool[++ecnt];
          p->v = v, p->w = w, p->next = head[u], head[u] = p;
          q->v = u, q->w = w, q->next = head[v], head[v] = q;
      }
      
      void dfs(int u)
      {
          int v;
          dfn[++Index] = u;
          vis[u] = 1;
          for(node *p = head[u]; p; p = p->next)
              if(!vis[v = p->v])
              {
                  dep[v] = dep[u] + 1;
                  dissum[v] = dissum[u] + p->w;
                  fa[v][0] = u;
                  predis[v] = p->w;
                  dfs(v);
              }         
      }
      
      int LCA(int u, int v)
      {
          if(dep[u] < dep[v]) swap(u, v);
          for(int i = 20; i >= 0; i--)
              if(fa[u][i] != 0 && dep[fa[u][i]] >= dep[v])
                  u = fa[u][i];
          if(u == v) return u;
          for(int i = 20; i >= 0; i--)
              if(fa[u][i] != fa[v][i])
                  u = fa[u][i], v = fa[v][i];
          return fa[u][0];
      }
      
      bool check(int dis)
      {
          memset(treeC, 0, sizeof(treeC));
          Edge_cnt = 0;
          for(int i = 1; i <= m; i++)
              if(distence[i] > dis)
              {
                  ++Edge_cnt;
                  treeC[u[i]]++;
                  treeC[v[i]]++;
                  treeC[lca[i]] -= 2;
              }
          for(int i = n; i >= 1; i--)
          {
              int t = dfn[i];
              treeC[fa[t][0]] += treeC[t];
              if(dis >= Max_dis - predis[t] && treeC[t] == Edge_cnt)
                  return true;
          }
          return false;
      }
      
      int main()
      {
          scanf("%d%d", &n, &m);
          for(int i = 1; i <= n - 1; i++)
          {
              int u, v, w;
              scanf("%d%d%d", &u, &v, &w);
              addedge(u, v, w);
          }
          dep[1] = 1, dep[0] = -1;
          dfs(1);
          for(int j = 1; j <= 20; j++)
              for(int i = 1; i <= n; i++)
                  fa[i][j] = fa[fa[i][j - 1]][j - 1];
          for(int i = 1; i <= m; i++) 
          {
              scanf("%d%d", &u[i], &v[i]);
              lca[i] = LCA(u[i], v[i]);
              distence[i] = dissum[u[i]] + dissum[v[i]] - dissum[lca[i]] * 2;
              Max_dis = max(Max_dis, distence[i]);
          }
          int ans = -1;
          int l = 0, r = Max_dis;
          while(l <= r)
          {
              int mid = (l + r) / 2;
              if(check(mid)) r = mid - 1, ans = mid;
              else l = mid + 1;
          }
          printf("%d\n", ans);
          return 0;
      }
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