dsu on tree

最新推荐文章于 2024-10-24 21:22:52 发布

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CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：数据结构与算法

原文链接：http://www.cnblogs.com/p0ny/p/8111236.html

本文介绍了dsuontree算法，一种适用于解决无修改子树询问问题的技术。通过轻重链剖分，该算法能在O(nlogn)时间内高效处理问题。文章提供了多个示例代码，包括CodeForces平台上的题目解决方案。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

osu on tree?

dsu on tree!

这种操作可以在$O(nlogn)$的时间内解决一些无修改子树询问问题。

咱知道把一棵树轻重链剖分后，树的轻链，重链都只有$O(logn)$个。

这个算法就是利用了这一点，递归处理时保留重儿子的信息，轻儿子的则重新计算。

乍一看感觉很暴力，但是实际上是$O(nlogn)$的。

来看几道题吧。

CodeForces - 600E

 1 #include<cstdio>
 2 #include<vector>
 3 #include<bitset>
 4 #include<iostream>
 5 #define pb push_back
 6 #define nc getchar
 7 using namespace std;
 8 inline void read(int &x) {
 9     char b = nc(); x = 0;
10     for (; !isdigit(b); b = nc());
11     for (; isdigit(b); b = nc()) x = x * 10 + b - '0';
12 }
13 vector < int > g[100005];
14 inline void aE(int u, int v) {
15     g[u].pb(v); g[v].pb(u);    
16 }
17 int n, rt, c[100005], sz[100005], mx, cnt[100005], son[100005];
18 long long ans[100005], tans;
19 bitset < 100005 > h;
20 void dfz(int u, int f) {
21     sz[u] = 1; for (int v, i = 0; i < g[u].size(); ++i) if ((v = g[u][i]) != f) {
22             dfz(v, u), sz[u] += sz[v]; if (sz[v] > sz[son[u]]) son[u] = v;
23     }
24 }
25 void add(int u, int f) {
26     if (++cnt[c[u]] > mx) mx = cnt[c[u]], tans = c[u];
27     else if (cnt[c[u]] == mx) tans += c[u];
28     for (int v, i = 0; i < g[u].size(); ++i)
29         if ((v = g[u][i]) != f && !h[v]) add(v, u);
30 }
31 void del(int u, int f) {
32     --cnt[c[u]];
33     for (int v, i = 0; i < g[u].size(); ++i) 
34         if ((v = g[u][i]) != f && !h[v]) del(v, u);
35 }
36 void dfs(int u, int f, bool k) {
37     int s = son[u];
38     for (int v, i = 0; i < g[u].size(); ++i)
39         if ((v = g[u][i]) != f && v != s) dfs(v, u, 0);
40     if (s) dfs(s, u, 1), h[s] = 1;
41     add(u, f); ans[u] = tans;
42     if (s) h[s] = 0;
43     if (!k) del(u, f), mx = tans = 0;
44 }
45 int main() {
46     read(n);
47     for (int i = 1; i <= n; ++i) read(c[i]);
48     for (int u, v, i = 1; i < n; ++i)
49         read(u), read(v), aE(u, v);
50     dfz(1, 1); dfs(1, 1, 0);
51     for (int i = 1; i <= n; ++i) printf("%lld ", ans[i]);
52     return 0;
53 }

View Code

把小的往大的上面合并，有丝按秩合并并查集的味道。

CodeForces - 570D

 1 #include<vector>
 2 #include<cstdio>
 3 #include<bitset>
 4 #include<iostream>
 5 using namespace std;
 6 inline char nc() {
 7     static char b[1<<20],*s=b,*t=b;
 8     return s==t&&(t=(s=b)+fread(b,1,1<<20,stdin),s==t)?-1:*s++;
 9 }
10 inline void read(int &x) {
11     char b = nc(); x = 0;
12     for (; !isdigit(b); b = nc());
13     for (; isdigit(b); b = nc()) x = x * 10 + b - '0';
14 }
15 inline void read(char &x) {
16     for (x = nc(); !isalpha(x); x = nc());    
17 }
18 const int N = 500010;
19 int n, m, dep[N], sz[N], son[N];
20 char s[N];
21 vector < int > g[N];
22 struct Node {int h, id;};
23 vector < Node > q[N];
24 bool T[N][26];
25 bitset < N > ans, o;
26 void dfs(int u) {
27     sz[u] = 1;
28     for (int i = 0, v; i < g[u].size(); ++i) {
29         v = g[u][i]; dep[v] = dep[u] + 1; dfs(v);
30         sz[u] += sz[v]; if (sz[son[u]] < sz[v]) son[u] = v;
31     }
32 }
33 void acc(int u) {
34     T[dep[u]][s[u]] ^= 1;
35     for (int i = 0; i < g[u].size(); ++i)
36         if (!o[g[u][i]]) acc(g[u][i]);
37 }
38 inline bool check(int d) {
39     int cnt = 0;
40     for (int i = 0; i < 26; ++i)
41         cnt += T[d][i];
42     return cnt <= 1;
43 }
44 void dfs(int u, bool k) {
45     int s = son[u];
46     for (int i = 0; i < g[u].size(); ++i)
47         if (g[u][i] != s) dfs(g[u][i], 0);
48     if (s) dfs(s, 1), o[s] = 1; acc(u);
49     for (int i = 0; i < q[u].size(); ++i)
50         ans[q[u][i].id] = check(q[u][i].h);
51     if (s) o[s] = 0; if (!k) acc(u);
52 }
53 int main() {
54     read(n); read(m); dep[1] = 1;
55     for (int v = 2, u; v <= n; ++v)
56         read(u), g[u].push_back(v);
57     for (int i = 1; i <= n; ++i) read(s[i]), s[i] -= 'a';
58     dfs(1);
59     for (int h, u, i = 0; i < m; ++i) {
60         read(u), read(h); q[u].push_back((Node){h, i});
61     } dfs(1, 0);
62     for (int i = 0; i < m; ++i) puts(ans[i] ? "Yes" : "No");
63     return 0;
64 }

View Code

如果要能构成回文的话，那么出现奇数次字符的个数需小于2。

在查询节点处拉一个链表，dfs递归处理。

现在需要解决的问题就是如何快速回答以x为根的子树中高度为h的字符出现的次数。

很显然可以用可持久化trie树解决这个问题，不过这不是这里的重点。

还是向上面一样，保留重儿子的贡献，轻儿子的贡献再算一遍。

CodeForces - 741D

 1 #include<cstring>
 2 #include<bitset>
 3 #include<vector>
 4 #include<cstdio>
 5 #include<iostream>
 6 #define pb push_back
 7 using namespace std;
 8 inline char nc() {
 9     static char b[1<<14],*s=b,*t=b;
10     return s==t&&(t=(s=b)+fread(b,1,1<<14,stdin),s==t)?-1:*s++;
11 }
12 inline void read(int &x) {
13     char b = nc(); x = 0;
14     for (; !isdigit(b); b = nc());
15     for (; isdigit(b); b = nc()) x = x * 10 + b - '0';
16 }
17 inline void readc(int &b) {
18     for (b = nc(); !isalpha(b); b = nc());
19 }
20 const int N = 500010;
21 int n, dep[N], sz[N], son[N], d[N], f[1<<22], ans[N], inf;
22 vector < int > g[N];
23 bitset < N > o;
24 inline void gmax(int &x, int y) {
25     if (x < y) x = y;
26 }
27 void dfs(int u) {
28     sz[u] = 1;
29     for (int i = 0, v; i < g[u].size(); ++i) {
30         v = g[u][i]; dep[v] = dep[u] + 1; d[v] ^= d[u];
31         dfs(v); sz[u] += sz[v];
32         if (sz[son[u]] < sz[v]) son[u] = v;
33     }
34 }
35 void add(int u) {
36     gmax(f[d[u]], dep[u]);
37     for (int i = 0; i < g[u].size(); ++i)
38         if (!o[g[u][i]]) add(g[u][i]);
39 }
40 void del(int u) {
41     f[d[u]] = inf;
42     for (int i = 0; i < g[u].size(); ++i)
43         if (!o[g[u][i]]) del(g[u][i]);
44 }
45 inline void upd(int u, int &res) {
46     gmax(res, dep[u] + f[d[u]]);
47     for (int i = 0; i < 22; ++i)
48         gmax(res, f[(1<<i)^d[u]] + dep[u]);
49 }
50 void calc(int u, int &res) {
51     upd(u, res); for (int i = 0; i < g[u].size(); ++i)
52         if (!o[g[u][i]]) calc(g[u][i], res);
53 }
54 void dfs(int u, bool k) {
55     int s = son[u], res = 0;
56     for (int i = 0; i < g[u].size(); ++i)
57         if (g[u][i] != s) dfs(g[u][i], 0);
58     if (s) dfs(s, 1), o[s] = 1;
59     for (int v, i = 0; i < g[u].size(); ++i)
60         if ((v = g[u][i]) != s) calc(v, res), add(v);
61     gmax(f[d[u]], dep[u]); upd(u, res);
62     ans[u] = res - 2 * dep[u];
63     for (int i = 0; i < g[u].size(); ++i)
64         gmax(ans[u], ans[g[u][i]]);
65     if (s) o[s] = 0; if (!k) del(u);
66 }
67 void upd(int u) {
68     for (int i = 0; i < g[u].size(); ++i)
69         upd(g[u][i]), gmax(ans[u], ans[g[u][i]]);
70 }
71 int main() {
72     read(n); memset(f, 128, sizeof(f)); inf = f[0];
73     for (int i = 2, b, t; i <= n; ++i)
74         read(t), readc(b), g[t].pb(i), d[i] |= (1 << (b - 'a'));
75     dfs(1); dfs(1, 0);
76     for (int i = 1; i <= n; ++i) printf("%d ", ans[i]);
77     return 0;
78 }