P5903 【模板】树上 K 级祖先

非长链剖分解法!!!

k级祖先问题,依然考虑树链剖分。

我们首先进行重链剖分,求x的k级祖先,就从x开始往上跳,然后就解决了。最后跑的比绝大多长链剖分做法都快。(洛谷最优解第二页)...

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define ui unsigned int
#define ll long long
const int N=5e5+10;

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

ui s;
int n,q,rt,head[N],tot;
int fa[N],dep[N],sz[N],son[N],top[N],dfn[N],idx,DFN[N];
struct node{
	int to,nxt;
}edge[N*2];
void add(int x,int y){
	edge[++tot].to=y;
	edge[tot].nxt=head[x];
	head[x]=tot;
}

void dfs1(int x,int father){
	sz[x]=1,dep[x]=dep[father]+1;
	for(int i=head[x];i;i=edge[i].nxt){
		int y=edge[i].to;
		if(y==father) continue;
		dfs1(y,x);
		sz[x]+=sz[y];
		if(sz[son[x]]<sz[y]) son[x]=y;
	}
}

void dfs2(int x,int t){
	top[x]=t,dfn[x]=++idx,DFN[idx]=x;
	if(!son[x]) return;
	dfs2(son[x],t);
	for(int i=head[x];i;i=edge[i].nxt){
		int y=edge[i].to;
		if(y==fa[x]||y==son[x]) continue;
		dfs2(y,y);
	}
}

int k_ancestor(int x,int k){
	while(k>=dfn[x]-dfn[top[x]]+1&&x!=rt){
		k-=dfn[x]-dfn[top[x]]+1;
		x=fa[top[x]];
	}
	return DFN[dfn[x]-k];
}

ui get(ui x){
	x^=x<<13,x^=x>>17,x^=x<<5;
	return s=x;
}

int main(){
	
	n=read(),q=read(),cin>>s;int T=0;
	for(int i=1;i<=n;i++){
		fa[i]=read();
		if(!fa[i]) rt=i;
		else add(fa[i],i),add(i,fa[i]);
	}
	dfs1(rt,0),dfs2(rt,rt);
	int la=0;ll ans=0;
	while(q--){
		T++;
		int x=((get(s)^la)%n)+1,k=(get(s)^la)%dep[x];
		la=k_ancestor(x,k),ans^=(ll)T*la;
	}
	cout<<ans<<endl;
	
	return 0;
}

### 树上莫队算法概述 树上莫队算法是一种基于离线处理的查询优化技术,主要用于解决在树结构上的区间统计问题。该算法的核心思想是对查询进行重新排序并利用前缀和的思想减少重复计算量。 #### 基本原理 树上莫队算法可以看作经典莫队算法的一种扩展形式。其主要目标是在一棵树上高效地完成多个区间的统计操作。为了实现这一目的,通常会采用分块策略对节点编号进行划分,并按照特定顺序排列查询请求以最小化移动代价[^3]。 对于每一对起点u和终点v之间的路径长度L(u,v),可以通过两次DFS遍历分别求得根到这两个点的距离d(root,u), d(root,v)以及它们最近公共祖先lca处距离d(lca,lca)=0的关系得出最终表达式:L(u,v)=d(root,u)+d(root,v)-2*d(root,lca)[^4]。 #### 应用场景 1. **动态点权更新下的最频繁颜色查询** 给定一棵带有点权的颜色标记无向连通图G=(V,E),支持两种类型的指令:“修改某顶点c_i的新色彩”或者询问某个简单路径P_{a,b}所覆盖的所有结点里出现次数最多的那种色调是什么。 2. **边权总和范围限制内的有效链计数** 设有N个顶点M条双向连接构成的一棵固定形态森林T加上额外K组独立条件(p,q,r),要求快速判断是否存在任意一条由p通往q方向经过不超过r单位成本约束的有效路线存在与否。 以下是Python语言版本的一个简化版树上莫队模板: ```python from collections import defaultdict, deque class TreeNode: def __init__(self): self.children = [] def preprocess_tree(node, parent=None): global depth, first_occurrence, tour_order, timer depth[node] = (depth[parent]+1) if parent is not None else 0 first_occurrence[node] = timer tour_order[timer] = node timer += 1 for child in tree[node]: if child != parent: preprocess_tree(child, node) def build_hld(): pass # Implement Heavy-Light Decomposition here as needed. n, q = map(int,input().split()) tree = {i:TreeNode() for i in range(1,n+1)} for _ in range(n-1): u,v=map(int,input().split()) tree[u].children.append(v) tree[v].children.append(u) queries = [] for _ in range(q): a,b=list(map(int,input().split())) queries.append((first_occurrence[a],first_occurrence[b])) # Sort Queries based on block strategy. sorted_queries = sorted([(block(x),y,idx) for idx,(x,y) in enumerate(queries)]) current_l,current_r = -1,-1 answer=[None]*len(sorted_queries) for qx,qy,i in sorted_queries: while current_l < qx: current_l+=1; add(tour_order[current_l]) while current_l > qx: remove(tour_order[current_l]); current_l-=1 while current_r < qy: current_r+=1; add(tour_order[current_r]) while current_r > qy: remove(tour_order[current_r]); current_r-=1 answer[i]=query_result() print("\n".join(str(ans) for ans in answer)) ```
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