[HNOI2015][JZOJ4068]开店

本文介绍了一种在线树分治算法的应用实例,通过解决一个关于树形结构中点距离和的问题,展示了如何利用点分治结合二分查找来高效求解特定区间内节点的距离总和,特别适用于大规模数据集。

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题目大意

一棵树有n个节点,每个节点有一个年龄值ai,边有权值。
q个询问,询问点u到所有年龄值在[L,R]范围内的点的距离和。
本题强制在线。

1n1.5×105,1q2×105,ai109


题目分析

这题乍一看点分治加上权值线段树。就是预处理每个中心,按年龄值为下标建权值线段树,然后查询时沿着重心树跳即可。
其实可以不需要权值线段树(其实貌似会MLE)。我们可以直接将将点到重心距离按照年龄值排序,然后二分查找区间即可。还要减去算重的部分。有点像[GDSOI2015]小Z的旅行路线的在线树分治做法。
时间复杂度O(nlog22n)


代码实现

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cctype>
#include <cmath>

using namespace std;

typedef long long LL;
typedef pair<int,LL> P;

#define mkp(a,b) make_pair(a,b)
#define ft first
#define sd second

int read()
{
    int x=0,f=1;
    char ch=getchar();
    while (!isdigit(ch)) f=ch=='-'?-1:f,ch=getchar();
    while (isdigit(ch)) x=x*10+ch-'0',ch=getchar();
    return x*f;
}

const int N=150050;
const int M=N<<1;
const int LGN=18;
const int S=N*LGN;
const int EL=N<<1;
const int LGEL=19;

int high[N],size[N],fa[N],last[N],pos[N],age[N],op[N],ed[N],cf[N];
int n,el,lgel,tot,A,root,ptr,Q;
int tov[M],next[M],len[M];
int rmq[EL][LGEL];
int euler[EL];
LL sum[2][S];
bool vis[N];
P f[2][S];
LL up[N];
LL ans;

void insert(int x,int y,int z){tov[++tot]=y,len[tot]=z,next[tot]=last[x],last[x]=tot;}

bool cmp(P x,P y){return age[x.ft]<age[y.ft];}

void dfs(int x)
{
    pos[euler[++el]=x]=el;
    for (int i=last[x],y;i;i=next[i])
        if ((y=tov[i])!=fa[x])
            high[y]=high[x]+1,up[y]=up[x]+len[i],fa[y]=x,dfs(y),euler[++el]=x;
}

void pre()
{
    for (int i=1;i<=el;i++) rmq[i][0]=euler[i];
    lgel=trunc(log(el)/log(2));
    for (int j=1;j<=lgel;j++)
        for (int i=1;i+(1<<j)-1<=el;i++)
            if (high[rmq[i][j-1]]<high[rmq[i+(1<<j-1)][j-1]])
                rmq[i][j]=rmq[i][j-1];
            else
                rmq[i][j]=rmq[i+(1<<j-1)][j-1];
}

P q[N];
int head,tail;

int core(int c)
{
    head=0,tail=1,q[1]=mkp(c,0);
    size[c]=1,fa[c]=0;
    int x,y,i,cr,si=n;
    while (head!=tail)
    {
        x=q[++head].ft;
        for (i=last[x];i;i=next[i])
            if (fa[x]!=(y=tov[i])&&!vis[y])
                q[++tail]=mkp(y,0),size[y]=1,fa[y]=x;
    }
    for (head=tail;head>1;head--) size[fa[q[head].ft]]+=size[q[head].ft];
    for (head=1;head<=tail;head++)
    {
        x=q[head].ft;
        int tmp=0;
        for (i=last[x];i;i=next[i])
            if (fa[x]!=(y=tov[i])&&!vis[y]) tmp=max(tmp,size[y]);
        tmp=max(tmp,size[c]-size[x]);
        if (tmp<si) si=tmp,cr=x;
    }
    return cr;
}

int getrmq(int l,int r)
{
    int lgr=trunc(log(r-l+1)/log(2));
    return high[rmq[l][lgr]]<high[rmq[r-(1<<lgr)+1][lgr]]?rmq[l][lgr]:rmq[r-(1<<lgr)+1][lgr];
}

int lca(int x,int y)
{
    if ((x=pos[x])>(y=pos[y])) swap(x,y);
    return getrmq(x,y);
}

LL dist(int x,int y){return up[x]+up[y]-(up[lca(x,y)]<<1);}

int dec(int c,int F)
{
    fa[c=core(c)]=F;
    int i,x,y;
    LL d;
    head=0,tail=1,q[1]=mkp(c,0),op[c]=ptr+1;
    while (head!=tail)
    {
        x=(f[0][++ptr]=q[++head]).ft,d=q[head].sd;
        for (i=last[x];i;i=next[i])
            if (fa[x]!=(y=tov[i])&&!vis[y])
                q[++tail]=mkp(y,d+len[i]),fa[y]=x;
    }
    ed[c]=ptr;
    sort(f[0]+op[c],f[0]+ed[c]+1,cmp);
    if (F) for (int i=op[c];i<=ed[c];i++) x=f[0][i].ft,f[1][i]=mkp(x,dist(x,F));
    for (int t=0;t<=1;t++)
    {
        sum[t][op[c]]=f[t][op[c]].sd;
        for (int i=op[c]+1;i<=ed[c];i++) sum[t][i]=sum[t][i-1]+f[t][i].sd;
    }
    for (vis[c]=true,i=last[c];i;i=next[i])
        if (!vis[y=tov[i]]) cf[dec(y,c)]=c;
    return c;
}

LL getsum(bool t,int x,int L,int R,LL D)
{
    int l=op[x],r=ed[x],mid,l0=-1,r0=-1;
    if (l>r) return 0;
    while (l<=r)
    {
        mid=l+r>>1;
        if (age[f[t][mid].ft]>=L) l0=mid,r=mid-1;
        else l=mid+1;
    }
    l=op[x],r=ed[x];
    while (l<=r)
    {
        mid=l+r>>1;
        if (age[f[t][mid].ft]<=R) r0=mid,l=mid+1;
        else r=mid-1;
    }
    if (l0>r0) return 0;
    if (l0==-1||r0==-1) return 0;
    LL ret=sum[t][r0]-(l0==op[x]?0:sum[t][l0-1]);
    ret+=D*(r0-l0+1);
    return ret;
}

LL query(int x,int L,int R)
{
    LL ret=0,D=0;
    for (int u=x;x;x=cf[x])
    {
        ret+=getsum(0,x,L,R,D);
        if (cf[x]) D=dist(u,cf[x]),ret-=getsum(1,x,L,R,D);
    }
    return ret;
}

int main()
{
    freopen("shop.in","r",stdin),freopen("shop.out","w",stdout);
    n=read(),Q=read(),A=read();
    for (int i=1;i<=n;i++) age[i]=read();
    for (int i=1,a,b,c;i<n;i++)
    {
        a=read(),b=read(),c=read();
        insert(a,b,c),insert(b,a,c);
    }
    dfs(1),pre(),root=dec(1,0),ans=0;
    for (int i=1,u,a,b,L,R;i<=Q;i++)
    {
        u=read(),a=read(),b=read();
        L=min((a+ans)%A,(b+ans)%A),R=max((a+ans)%A,(b+ans)%A);
        ans=query(u,L,R);
        printf("%lld\n",ans);
    }
    fclose(stdin),fclose(stdout);
    return 0;
}
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