[CF1076E]Vasya and a Tree

本文详细解析了一道关于树形结构的数据处理问题,利用DFS(深度优先搜索)结合树状数组进行区间加减和前缀和计算,实现对树中特定子树节点的批量更新。文章提供了完整的C++代码实现,展示了如何处理离线操作,避免重复计算,提高算法效率。

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题目大意:给定一棵以$1$为根的树,$m$次操作,第$i$次为对以$v_i$为根的深度小于等于$d_i$的子树的所有节点权值加$x_i$。最后输出每个节点的值

题解:可以把操作离线,每次开始遍历到一个节点,把以它为根的操作加上,结束时把这个点的操作删去。

因为是$dfs$,所以一个点对同一深度的贡献是一定的,可以用树状数组区间加减,求前缀和。但是因为是$dfs$,完全可以把前缀和传入,就不需要树状数组了。

卡点:

 

C++ Code:

#include <cstdio>
#include <vector>
#include <cctype>
namespace __IO {
	namespace R {
		int x, ch;
		inline int read() {
			ch = getchar();
			while (isspace(ch)) ch = getchar();
			for (x = ch & 15, ch = getchar(); isdigit(ch); ch = getchar()) x = x * 10 + (ch & 15);
			return x;
		}
	}
}
using __IO::R::read;

#define maxn 300010

int head[maxn], cnt;
struct Edge {
	int to, nxt;
} e[maxn << 1];
inline void add(int a, int b) {
	e[++cnt] = (Edge) {b, head[a]}; head[a] = cnt;
}

int n, m;
struct Modify {
	int d, x;
	inline Modify() {}
	inline Modify(int __d, int __x) :d(__d), x(__x){}
};
std::vector<Modify> S[maxn];

long long pre[maxn], ans[maxn];
void dfs(int u, int fa = 0, int dep = 0, long long sum = 0) {
	for (std::vector<Modify>::iterator it = S[u].begin(); it != S[u].end(); it++) {
		pre[dep] += it -> x;
		if (dep + it -> d + 1 <= n) pre[dep + it -> d + 1] -= it -> x;
	}
	sum += pre[dep];
	ans[u] = sum;
	for (int i = head[u]; i; i = e[i].nxt) {
		int v = e[i].to;
		if (v != fa) dfs(v, u, dep + 1, sum);
	}
	for (std::vector<Modify>::iterator it = S[u].begin(); it != S[u].end(); it++) {
		pre[dep] -= it -> x;
		if (dep + it -> d + 1 <= n) pre[dep + it -> d + 1] += it -> x;
	}
}
int main() {
	n = read();
	for (int i = 1, a, b; i < n; i++) {
		a = read(), b = read();
		add(a, b);
		add(b, a);
	}
	m = read();
	for (int i = 1, v, d, x; i <= m; i++) {
		v = read(), d = read(), x = read();
		S[v].push_back(Modify(d, x));
	}
	dfs(1);
	for (int i = 1; i <= n; i++) {
		printf("%lld", ans[i]);
		putchar(i == n ? '\n' : ' ');
	}
	return 0;
}

  

转载于:https://www.cnblogs.com/Memory-of-winter/p/9995403.html

<think>好的,用户想学习树上差分,需要一份详细的中文学习材料,用Markdown格式。首先,我得先确认用户的基础,可能已经掌握了树的基本概念和遍历方法,以及差分数组的知识。接下来,我需要整理树上差分的核心内容,包括适用场景、基本思想、操作步骤、常见问题类型和例题解析。 首先,要介绍什么是树上差分,强调它用于高效处理树上路径更新和查询。然后,对比一维差分,说明其不同之处。接着,分点讲解点差分和边差分的实现方法,包括思路、步骤和例子。这部分需要详细说明如何利用LCA来拆分路径,以及如何进行后续的DFS统计。 然后,要考虑用户可能遇到的常见问题,比如如何选择点差分还是边差分,如何处理多次询问后的统计,以及时间复杂度的分析。这部分要简明扼要,帮助用户避免常见错误。 接下来是例题部分,选择经典题目如洛谷P3128和P3258,给出解题思路和代码示例,确保用户能通过实际应用加深理解。需要注意代码的注释和解释,帮助用户理解每一步的作用。 最后,推荐一些练习题目和参考资料,帮助用户巩固知识。需要确保链接的有效性,或者至少给出题目名称和来源,方便用户查找。 在组织内容时,要保持结构清晰,使用Markdown的标题、子标题、代码块和列表,让文档易读。同时,语言要简洁明了,避免过于学术化的表述,适合自学使用。还要注意检查逻辑是否连贯,步骤是否准确,避免技术错误,比如LCA的正确使用、差分数组的更新方式是否正确等。 可能用户需要的是从基础到应用的完整路径,因此需要按照学习顺序组织内容,先理论后实践,再练习题。另外,用户可能对树上差分的具体应用场景不太清楚,需要举例说明,比如统计节点被覆盖的次数,或者路径上的权重更新。 需要确保提供的代码示例正确,并且有适当的注释,方便用户理解。同时,时间复杂度分析部分要简明,指出优化点,比如使用Tarjan或倍增法求LCA对效率的影响。 总结来说,整个学习材料需要覆盖概念、原理、实现步骤、例题详解和练习题,结构清晰,内容详实,适合自学。同时,语言要口语化,避免生硬,让用户容易理解和跟进。</think>```markdown # 树上差分 系统学习指南 ## 📚 前置知识要求 1. 树的基本概念(节点、边、根、子树、LCA) 2.树的遍历方法(DFS、BFS) 3. 差分数组的基本概念与应用 4. 最近公共祖先(LCA)算法 ## 🌳 什么是树上差分? **核心思想**:将树上的路径修改操作转换为节点/边的增量标记,通过DFS后序遍历进行统计 **典型应用场景**: - 统计树上路径覆盖次数 - 路径权重批量增加 - 网络流量统计 - 离线处理多个区间操作 ## 🔢 两种实现方式 ### 1. 点差分 **适用场景**:路径端点处理(统计节点被覆盖次数) **操作步骤**: 1. 找到路径u-v的LCA 2. 差分数组操作: ```python diff[u] += val diff[v] += val diff[lca] -= val if father[lca] exists: diff[father[lca]] -= val ``` ### 2. 边差分 **适用场景**:路径边处理(统计边被覆盖次数) **操作步骤**: 1. 将边权下放到子节点 2. 差分数组操作: ```python diff[u] += val diff[v] += val diff[lca] -= 2*val ``` ## 🛠️ 实现流程 1. 预处理LCA(倍增/Tarjan) 2. 进行差分标记 3. DFS后序遍历统计结果 4. 根据需求处理最终数据 ## 💡 关键问题解析 ### Q1 如何选择点/边差分? - 统计节点 → 点差分 - 统计边 → 边差分 ### Q2 多次操作后如何统计? 通过DFS后序遍历累加子节点的标记值: ```python def dfs(u, parent): for v in children[u]: if v != parent: dfs(v, u) diff[u] += diff[v] ``` ## 📝 经典例题 ### 例题1:洛谷P3128 [USACO15DEC]Max Flow **题目**:给树上的多条路径,求最大节点流量 **解法**: 1. 点差分处理每条路径 2. DFS统计最终值 3. 遍历求最大值 **代码片段**: ```python # 伪代码示例 for _ in range(k): u, v = path lca = find_lca(u, v) diff[u] += 1 diff[v] += 1 diff[lca] -= 1 if parent[lca]: diff[parent[lca]] -= 1 dfs(root) print(max(diff)) ``` ### 例题2:洛谷P3258 [JLOI2014]松鼠的新家 **特点**:边差分应用,注意首尾节点的特殊处理 ## 🚀 复杂度分析 - 空间复杂度:O(n) ## 🔍 推荐练习 1. [CF1076E] Vasya and a Tree 2. [LOJ #10131] 暗的连锁 3. [POJ 3417] Network ## 📖 学习资源推荐 1. 《算法竞赛进阶指南》第0x63节 2. OI Wiki 树上差分专题 3. 洛谷题单:树上差分经典问题 ## 🧠 学习要点总结 1. 差分思想的核心是"标记-传递" 2. LCA的正确求法是关键 3. 注意区分点差分和边差分的不同处理 4. DFS后序遍历是统计的关键步骤 建议先理解一维差分,再通过2-3道典型题目实践,最后挑战变形题。遇到问题可画图模拟差分过程辅助理解。 ```
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