【gym 102201F】:Fruit Tree 主席树 + LCA

本文介绍了一种使用主席树的数据结构来高效地处理带权树中查询路径上出现次数过半的权值的问题。通过构建uuu到根节点的计数路径,并在插入和查询操作中维护权值计数,文章提供了一个完整的解决方案,包括代码实现。

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题意

给你一颗带权树,多次询问路径上出现次数过半的权值

分析

主席树维护一下 u u u节点到根节点上,所有权值出现的次数即可
最后需要注意一下的是,在减去两倍 l c a lca lca的时候,会把 l c a lca lca一起减去,在查询过程过需要补上

代码

#pragma GCC optimize(3)
#include <bits/stdc++.h>
#define debug(x) cout<<#x<<":"<<x<<endl;
#define dl(x) printf("%lld\n",x);
#define di(x) printf("%d\n",x);
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#define pb push_back
#define mp make_pair
#define all(x) (x).begin(),(x).end()
#define fi first
#define se second
#define SZ(x) ((int)(x).size())
using namespace std;
typedef long long ll;
typedef unsigned long long ull;
typedef pair<int, int> PII;
typedef vector<int> VI;
const int INF = 0x3f3f3f3f;
const int N = 250010, M = N * 2;
const ll mod = 1000000007;
const double eps = 1e-9;
const double PI = acos(-1);
template<typename T>inline void read(T &a) {
	char c = getchar(); T x = 0, f = 1; while (!isdigit(c)) {if (c == '-')f = -1; c = getchar();}
	while (isdigit(c)) {x = (x << 1) + (x << 3) + c - '0'; c = getchar();} a = f * x;
}
int gcd(int a, int b) {return (b > 0) ? gcd(b, a % b) : a;}
int h[N], e[M], ne[M], idx;
int father;
struct Node {
	int l, r;
	int cnt;
} tr[N * 100];
int root[N], dep[N], fa[N][25], a[N];
int n, m;

void add(int x, int y) {
	ne[idx] = h[x], e[idx] = y, h[x] = idx++;
}

int build(int l, int r) {
	int p = ++idx;
	tr[p].cnt = 0;
	if (l == r) return p;
	int mid = (l + r) >> 1;
	tr[p].l = build(l, mid), tr[p].r = build(mid + 1, r);
	return p;
}

int insert(int p, int l, int r, int x) {
	int q = ++idx;
	tr[q] = tr[p];
	if (l == r) {
		tr[q].cnt++;
		return q;
	}
	int mid = (l + r) >> 1;
	if (x <= mid) tr[q].l = insert(tr[p].l, l, mid, x);
	else tr[q].r = insert(tr[p].r, mid + 1, r, x);
	tr[q].cnt = tr[tr[q].l].cnt + tr[tr[q].r].cnt;
	return q;
}

void dfs(int u, int f) {
	fa[u][0] = f;
	dep[u] = dep[f] + 1;
	root[u] = insert(root[f], 1, n, a[u]);
	for (int i = 1; i <= 20; i++)
		fa[u][i] = fa[fa[u][i - 1]][i - 1];
	for (int i = h[u]; ~i; i = ne[i]) {
		int j = e[i];
		if (j == f) continue;
		dfs(j, u);
	}
}

int LCA(int a, int b) {
	if (dep[a] < dep[b]) swap(a, b);
	for (int i = 20; i >= 0; i--)
		if (dep[fa[a][i]] >= dep[b])
			a = fa[a][i];
	if (a == b) return a;
	for (int i = 20; i >= 0; i--)
		if (fa[a][i] != fa[b][i])
			a = fa[a][i], b = fa[b][i];
	return fa[a][0];
}

int query(int x,int y,int z,int l,int r,int k){
	int num = tr[y].cnt + tr[z].cnt - 2 * tr[x].cnt;
	if(l == r) return l;
	int cnt1 = tr[tr[y].l].cnt + tr[tr[z].l].cnt - 2 * tr[tr[x].l].cnt;
	int cnt2 = num - cnt1;
	
	int ans = -1;
	int mid = (l + r) >> 1;
	if(a[father] >= l && a[father] <= mid) cnt1++;
	else if(a[father] > mid && a[father] <= r) cnt2++;
	if(cnt1 >= k) ans = query(tr[x].l,tr[y].l,tr[z].l,l,mid,k);
	else if(cnt2 >= k) ans = query(tr[x].r,tr[y].r,tr[z].r,mid + 1,r,k);
	return ans; 
}

int main() {
	memset(h, -1, sizeof h);
	read(n), read(m);
	for (int i = 1; i <= n; i++) read(a[i]);
	for(int i = 1;i < n;i++){
		int a,b;
		read(a),read(b);
		add(a,b),add(b,a);
	}
	root[0] = build(1, n);
	dfs(1, 0);
	while(m--){
		int l,r;
		read(l),read(r);
		father = LCA(l,r);
		int num = dep[l] + dep[r] - 2 * dep[father] + 1;
		num = num / 2 + 1;
		int ans = query(root[father],root[l],root[r],1,n,num);
		di(ans);
	}
	return 0;
}
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