洛谷 P2146 [NOI2015]软件包管理器

本文解析了一道北京大学出的NOI原题,通过树剖解法实现程序安装与卸载操作,详细介绍了如何利用线段树进行查询和更新。

真没有想到,这竟然会是一道NOI的原题,听RQY说,这套题是北大出的,北大脑抽认为树剖很难。。。

只恨没有早学几年OI,只A这一道题也可以出去吹自己一A了NOI原题啊

好了,梦该醒了,我们来看题

以后放链接不放题面了,洛谷题面直接拷出来总是很迷

我是题面

读完题,我们会发现,这道题,好像是,树剖???裸题???

没错,就是裸题

题目要求两种操作,先说第一种

安装程序\(x\),并输出修改状态的程序数目。

就是从\(x\)一直查询+更新到根节点呗,节点数目减去已安装的数目就是答案,先查询,再更新,当然,操作和到一起也可以

第二种操作更无语,卸载程序\(x\)并输出修改状态的程序数目

说白了也就是看\(x\)的子树上安装了几个程序呗

那么线段树上,我们用1表示已安装,0表示未安装,一切就很显然了

上代码

#include<algorithm>
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<cstdio>
#include<cctype>
#define ll long long
#define gc() getchar()
#define maxn 100005
using namespace std;

inline ll read(){
    ll a=0;int f=0;char p=gc();
    while(!isdigit(p)){f|=p=='-';p=gc();}
    while(isdigit(p)){a=(a<<3)+(a<<1)+(p^48);p=gc();}
    return f?-a:a;
}
void write(ll a){
    if(a>9)write(a/10);
    putchar(a%10+'0');
}
int n,m;

int tot,head[maxn];
struct ahaha1{
    int to,next;
}e[maxn<<1];
inline void add(int u,int v){
    e[tot].to=v;e[tot].next=head[u];head[u]=tot++;
}

int f[maxn],sz[maxn],son[maxn],dep[maxn];
void dfs(int u,int fa){
    int maxa=0;sz[u]=1;
    for(int i=head[u];~i;i=e[i].next){
        int v=e[i].to;if(v==fa)continue;
        f[v]=u;dep[v]=dep[u]+1;
        dfs(v,u);sz[u]+=sz[v];
        if(sz[v]>maxa)maxa=sz[v],son[u]=v;
    }
}
int top[maxn],in[maxn],b[maxn];
void dfs(int u,int fa,int topf){
    top[u]=topf;in[u]=++tot;b[tot]=u;
    if(!son[u])return;
    dfs(son[u],u,topf);
    for(int i=head[u];~i;i=e[i].next){
        int v=e[i].to;if(v==fa||v==son[u])continue;
        dfs(v,u,v);
    }
}

#define lc p<<1
#define rc p<<1|1
struct ahaha2{
    int v,lz;
    ahaha2(){
        lz=-1;
    }
}t[maxn<<2];
inline void pushup(int p){
    t[p].v=t[lc].v+t[rc].v;
}
inline void pushdown(int p,int l,int r){
    int m=l+r>>1;
    t[lc].v=t[p].lz*(m-l+1);t[lc].lz=t[p].lz;
    t[rc].v=t[p].lz*(r-m);t[rc].lz=t[p].lz;
    t[p].lz=-1;
}
ll query1(int p,int l,int r,int L,int R){    //安装程序的操作
    if(l>R||r<L)return 0;
    if(L<=l&&r<=R){int v=t[p].v;t[p].v=r-l+1;t[p].lz=1;return v;}    //通过先存储返回值然后进行修改来合并操作
    int m=l+r>>1;if(t[p].lz!=-1)pushdown(p,l,r);
    int l1=query1(lc,l,m,L,R),r1=query1(rc,m+1,r,L,R);    //同上
    pushup(p);
    return l1+r1;
}
ll query2(int p,int l,int r,int L,int R){     //卸载程序的操作
    if(l>R||r<L)return 0;
    if(L<=l&&r<=R){int v=t[p].v;t[p].v=0;t[p].lz=0;return v;}
    int m=l+r>>1;if(t[p].lz!=-1)pushdown(p,l,r);
    int l1=query2(lc,l,m,L,R),r1=query2(rc,m+1,r,L,R);
    pushup(p);
    return l1+r1;
}

inline void solve_1(){
    int x=read(),ans1=0,ans2=0;
    while(top[x]){
        ans1+=in[x]-in[top[x]]+1;    //别忘了+1
        ans2+=query1(1,1,n,in[top[x]],in[x]);
        x=f[top[x]];
    }
    ans1+=in[x]-in[0]+1;
    ans2+=query1(1,1,n,in[0],in[x]);
    write(ans1-ans2);putchar('\n');
}
inline void solve_2(){
    int x=read();
    write(query2(1,1,n,in[x],in[x]+sz[x]-1));putchar('\n');   //直接子树比安装简单多了
}

int main(){memset(head,-1,sizeof head);
    n=read();
    for(int i=1;i<n;++i){
        int a=read();
        add(a,i);
    }
    tot=0;dfs(0,-1);dfs(0,-1,0);
    m=read();
    string z;
    for(int i=1;i<=m;++i){
        cin>>z;
        switch(z[0]){
            case 'i':solve_1();break;
            case 'u':solve_2();break;
        }
    }
    return 0;
}

转载于:https://www.cnblogs.com/hanruyun/p/9285960.html

<think>我们正在解析NOI2015软件包管理器题目,使用树链剖分和线段树实现。题目描述:有n个软件包(编号0~n-1),它们之间有依赖关系形成一棵树(除0号外,每个包依赖一个父包)。初始所有软件包未安装。两种操作:installx:安装x以及x的依赖(从x到0号路径上所有未安装的包)uninstallx:卸载x以及x的依赖(x的子树中所有已安装的包)对于每个操作,输出操作会改变多少个软件包的安装状态(即从未安装变为安装,或从已安装变为未安装),然后应用操作。我们使用树链剖分将树转化为序列,然后用线段树维护区间和(安装状态为1,未安装为0)。这样:install操作:相当于从x到根节点的路径上未安装的节点全部安装。我们需要计算路径上未安装的节点数(即0的个数),然后全部置为1。uninstall操作:相当于将x的子树中已安装的节点全部卸载。我们需要计算子树中已安装的节点数(即1的个数),然后全部置为0。注意:树链剖分后,节点在序列中的位置用dfn序(DFS序)表示。子树对应区间[dfn[x],dfn[x]+size[x]-1];路径则通过树链剖分拆分成若干条重链上的区间。我们使用线段树维护区间和,同时支持区间覆盖(置0或置1)和区间求和。此外,我们还需要支持区间覆盖时,同时记录覆盖的值(0或1)以及懒标记。具体步骤:1.预处理:树链剖分(两次DFS)第一次DFS:求父节点、深度、子树大小、重儿子第二次DFS:求DFS序、重链顶点2.建线段树:根据dfn序,每个节点对应线段树的一个位置,初始值为0(未安装)。3.对于每个操作:installx:从x向上跳重链直到根节点,每次处理一条重链的区间。我们需要计算从x到根节点的路径上0的个数(即区间长度减去区间和),然后整个路径置1。改变的状态数=路径上0的个数。注意:跳重链时,将路径拆分成多个区间,从下往上(x到根)的区间是连续的,但要注意区间方向(dfn序从根往下递增,所以我们从x往上跳时,区间是从dfn[top[x]]到dfn[x]这样一段,然后x跳到fa[top[x]],继续处理)。uninstallx:直接处理子树:区间为[dfn[x],dfn[x]+sz[x]-1]改变的状态数=子树中1的个数(即区间和),然后置0。4.线段树需要实现:-区间覆盖(set)操作:将区间[l,r]覆盖为0或1,同时维护区间和。-区间求和(sum)操作。5.注意:在install操作中,我们进行路径查询和更新时,需要先查询路径上0的个数(即未安装的个数),然后执行覆盖为1。同样,uninstall操作先查询1的个数,然后覆盖为0。由于覆盖操作会改变区间的值,我们需要懒标记(lazy)来记录覆盖值(0或1)或者标记为无操作(例如-1)。代码结构:-定义树结构(邻接表)-树链剖分预处理-线段树类-主函数:读入数据、建树、剖分、处理操作下面我们给出C++代码解析,并添加详细注释。</think>### NOI2015 软件包管理器 C++ 代码解析(树链剖分+线段树) #### 问题分析 软件包管理器需要维护树形依赖结构(0号包为根节点),支持两种操作: 1. **install x**:安装x及所有依赖(x→根的路径) 2. **uninstall x**:卸载x及所有依赖(x的子树) 需要动态统计每次操作**改变的安装状态数量**(未安装→安装 或 已安装→未安装) #### 核心算法设计 ```mermaid graph TD A[树链剖分] --> B[重链划分] B --> C[DFS序映射] C --> D[线段树维护] D --> E[路径操作 install] D --> F[子树操作 uninstall] ``` #### 代码实现解析 ##### 1. 树链剖分预处理 ```cpp // 第一次DFS:求子树大小/重儿子 void dfs1(int u) { siz[u] = 1; for(int v : G[u]) { dep[v] = dep[u] + 1; // 深度 dfs1(v); siz[u] += siz[v]; // 子树大小 if(siz[v] > siz[son[u]]) son[u] = v; // 重儿子 } } // 第二次DFS:生成DFS序和重链 void dfs2(int u, int topf) { dfn[u] = ++cnt; // DFS序 top[u] = topf; // 重链顶端 if(son[u]) dfs2(son[u], topf); // 优先处理重儿子 for(int v : G[u]) { if(v == son[u]) continue; dfs2(v, v); // 新重链 } } ``` ##### 2. 线段树设计 ```mermaid classDiagram class SegmentTree { -sum[N<<2] : int // 区间和(已安装数量) -tag[N<<2] : int // 懒标记(-1未覆盖,0置0,1置1) +push_up(int rt) // 更新区间和 +push_down(int rt, int len) // 下传标记 +update(int L, int R, int l, int r, int rt, int val) // 区间覆盖 +query(int L, int R, int l, int r, int rt) : int // 区间查询 } ``` ##### 3. 关键操作实现 **install操作(路径覆盖)** ```cpp int install(int x) { int res = 0, org = x; while(top[x] != 0) { // 从x向根跳重链 // 查询路径上未安装数量 = 路径长度 - 已安装数量 res += (dfn[x] - dfn[top[x]] + 1) - tree.query(dfn[top[x]], dfn[x], 1, n, 1); tree.update(dfn[top[x]], dfn[x], 1, n, 1, 1); // 覆盖为安装状态 x = fa[top[x]]; // 跳到上条重链 } // 处理最后一段(根节点所在重链) res += (dfn[x] - dfn[0] + 1) - tree.query(dfn[0], dfn[x], 1, n, 1); tree.update(dfn[0], dfn[x], 1, n, 1, 1); return res; } ``` **uninstall操作(子树覆盖)** ```cpp int uninstall(int x) { // 查询子树中已安装数量 int res = tree.query(dfn[x], dfn[x]+siz[x]-1, 1, n, 1); tree.update(dfn[x], dfn[x]+siz[x]-1, 1, n, 1, 0); // 覆盖为未安装 return res; } ``` #### 时间复杂度分析 | 操作 | 时间复杂度 | 原理 | |-------------|------------|--------------------| | 树链剖分预处理 | $O(n)$ | 两次DFS | | install操作 | $O(\log^2 n)$ | 重链拆分+线段树操作 | | uninstall操作 | $O(\log n)$ | 子树区间操作 | #### 完整代码结构 ```cpp #include <vector> #include <cstring> using namespace std; const int N = 1e5+5; vector<int> G[N]; // 依赖树 int fa[N], dep[N], siz[N], son[N]; int dfn[N], top[N], cnt; SegmentTree tree; // 线段树 int main() { // 读入依赖关系 // 树链剖分预处理 // 处理q个操作: while(q--) { if(op == "install") cout << install(x) << endl; else cout << uninstall(x) << endl; } } ``` #### 树链剖分核心思想 将树拆分为**重链**,利用DFS序使: 1. 每条重链在DFS序上连续 2. 任意节点到根的路径被拆分为$O(\log n)$条重链 3. 子树对应DFS序上的连续区间 通过线段树高效处理**路径和子树**操作,将树操作转化为区间操作[^1][^2]。
评论
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