动态点分治详解

动态点分治是一种利用树结构不变性优化的算法,通过预处理重心树来减少时间复杂度。该方法在没有树结构修改的情况下,找到树的重心并递归处理其子树,形成点分树。点分树的树高最大为logn,且每次操作影响范围有限,适用于路径查询和单点修改问题。在实际应用中,通常不需要显式构建点分树,仅通过父亲节点记录进行上跳操作。

动态点分治大意:利用没有树结构修改的性质预处理重心树优化时间

其实就是很暴力的思想,因为树的结构不变,所以每一次找到的重心都一样,可以用一次点分树预处理一下点分治的重心,再连接相邻的重心便是点分树。


前置知识:点分治

见另一篇blog:


算法:

好像就没什么了,上面就是全过程
详细一点的分析:

  1. 找到当前子树重心x
  2. 深搜x的每一个儿子的子树,找到每一棵子树的重心y(两个重心的话随便取一个)
  3. 对每一个y重复操作1和2
    在这里插入图片描述

这里有一棵丑陋的树,我们模拟一下建点分树的过程,"-"表示深搜和连边:

  • (1)
  • (1->3,5,8)
  • (5->2,9) (3->6,7) (8->4,13,14)
  • (2) (4) (6->10,11) (7->12) (9) (13) (14)
  • (10) (11) (12)

建出来长这样:
在这里插入图片描述
这个东西明显有两个性质:

  1. 点分树上的子树必然包括原树上的子树(请读者自行思考)
  2. 点分树的树高最大为log⁡n\log nlogn(证明如下,其实也应该自己思考
    重心的每一棵子树的大小都小于原树的二分之一
    那么每次至少都会把原树劈成两半
    我们最多需要log⁡n\log nlogn次把树劈没
    即树高最大为log⁡n\log nlogn,而且严重跑不满(完全二叉警告

一般来说是不需要真的建出来的,拿一个fa记一下父亲上跳就行,原因见下文。

对于大部分题都是求路径,操作为查询和单点修改,根据点分治的性质,每次修改x只会影响到点分树上根到x的点的权值,所以从下往上跳就行了。

这种问题一般不包括修改树结构的操作,因为一改全树重心都会改变,属于LCT问题,求大佬踩
对于有修改的题一般是在上一次答案的基础上修改


模板:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int e[1000010],nxt[1000010],head[100010],cnt;
int fa[100010],dis[100010],siz[100010];
bool vis[100010]int n,q,maxn=2e9,ss,len
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