[日常摸鱼]bzoj3083遥远的国度-树链剖分

本文详细解析了一种在带点权的树上进行换根、链赋值及查询子树最小值的算法——树剖。通过分类讨论换根操作,结合树剖的基本原理,文章提供了完整的代码实现,包括树的构建、查询和修改等关键步骤。

一无聊就找树剖写

题意:一颗带点权的树,三种操作:1.换根 2.链赋值 3.查询子树最小值

 


 

 

如果没有换根的话直接就是裸的树剖了,对于换根的操作我们可以分类讨论。

1.如果查询的$x$就是根,那答案就是整棵树的最小值。

2.如果以1为根的dfs序中,根在$x$的子树之外,那很明显$x$的子树还是原来的子树。

3.如果以1为根的dfs序中,根在$x$的子树里面的话,画个图就能发现,找到$x$的孩子中作为根的父亲那个点,答案就是整棵树把整个点的子树去掉就行了。

其他地方跟树剖没什么区别…

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
typedef long long lint;
const int N=100005;
const lint INF=(1ll<<32);
inline lint read()
{
    lint s=0,f=1;char c=getchar();
    while(c<'0'||c>'9'){if(c=='-')f=-1;c=getchar();}
    while(c>='0'&&c<='9'){s=s*10+c-'0';c=getchar();}
    return s*f;
}
struct edge
{
    int to,nxt;
}edges[N<<1];
int n,m,cnt,rot,tot;
int head[N<<1],son[N],size[N],dep[N],top[N],dl[N],dr[N],rk[N],fa[N];
lint tr[N<<2],tag[N<<2],v[N];

#define lson (o<<1)
#define rson (o<<1|1)
inline void push_up(int o)
{
    tr[o]=min(tr[lson],tr[rson]);
}
inline void push_down(int o)
{
    if(tag[o]==-1)return;
    tag[lson]=tag[rson]=tag[o];
    tr[lson]=tr[rson]=tag[o];
    tag[o]=-1;
}
inline void build(int o,int l,int r)
{
    tag[o]=-1;
    if(l==r)
    {
        tr[o]=v[rk[l]];
        return;
    }int mid=(l+r)>>1;
    build(lson,l,mid);build(rson,mid+1,r);
    push_up(o);
}
inline void modify(int o,int l,int r,int ql,int qr,lint val)
{
    if(ql<=l&&r<=qr)
    {
        tag[o]=tr[o]=val;
        return;
    }push_down(o);
    int mid=(l+r)>>1;
    if(mid>=ql)modify(lson,l,mid,ql,qr,val);
    if(mid+1<=qr)modify(rson,mid+1,r,ql,qr,val);
    push_up(o);
}
inline lint query(int o,int l,int r,int ql,int qr)
{
    if(ql<=l&&r<=qr)return tr[o];
    push_down(o);
    int mid=(l+r)>>1;lint res=INF;
    if(mid>=ql)res=min(res,query(lson,l,mid,ql,qr));
    if(mid+1<=qr)res=min(res,query(rson,mid+1,r,ql,qr));
    return res;
}

#undef lson
#undef rson 
inline void addEdge(int u,int v)
{
    edges[++cnt]=(edge){v,head[u]};
    head[u]=cnt;
}
#define cur edges[i].to
inline void dfs1(int x)
{
    size[x]=1;
    for(register int i=head[x];i;i=edges[i].nxt)
        if(cur!=fa[x])
        {
            fa[cur]=x;dep[cur]=dep[x]+1;
            dfs1(cur);size[x]+=size[cur];
            if(size[son[x]]<size[cur])son[x]=cur; 
        }
}
inline void dfs2(int x,int t)
{
    top[x]=t;dl[x]=++tot;rk[tot]=x;
    if(son[x])dfs2(son[x],t);
    for(register int i=head[x];i;i=edges[i].nxt)
        if(cur!=fa[x]&&cur!=son[x])dfs2(cur,cur);
    dr[x]=tot;
}
#undef cur
inline void modify_link(int a,int b,int val)
{
    while(top[a]!=top[b])
    {
        if(dep[top[a]]<dep[top[b]])swap(a,b);
        modify(1,1,n,dl[top[a]],dl[a],val);
        a=fa[top[a]];
    }
    if(dep[a]>dep[b])swap(a,b);
    modify(1,1,n,dl[a],dl[b],val);
}
inline lint query_tree(int x)
{
    if(rot==x)return query(1,1,n,1,n);
    if(dl[x]<=dl[rot]&&dl[rot]<=dr[x])
    {
        int y;
        for(register int i=head[x];i;i=edges[i].nxt)
            if(dl[edges[i].to]<=dl[rot]&&dl[rot]<=dr[edges[i].to])
            {
                y=edges[i].to;
                break;
            }
        return min(query(1,1,n,1,dl[y]-1),query(1,1,n,dr[y]+1,n));
    }else
    {
        return query(1,1,n,dl[x],dr[x]);
    }
}
int main()
{
    n=read();m=read();rot=1;
    for(register int i=1;i<n;i++)
    {
        int u,v;u=read();v=read();
        addEdge(u,v);addEdge(v,u);
    }
    for(register int i=1;i<=n;i++)v[i]=read();
    rot=read();
    dfs1(1);dfs2(1,1);build(1,1,n);
    for(register int i=1;i<=m;i++)
    {
        int op,x,y,val;op=read();
        if(op==1)
        {
            rot=read();
        }else if(op==2)
        {
            x=read();y=read();val=read();
            modify_link(x,y,val);
        }else
        {
            x=read();
            printf("%lld\n",query_tree(x));
        }
    }
}

 

转载于:https://www.cnblogs.com/yoooshinow/p/8320381.html

### 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。 ---
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符  | 博主筛选后可见
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值