苹果树(树上莫队)

  • Description
      神犇家门口种了一棵苹果树。苹果树作为一棵树,当然是呈树状结构,每根树枝连接两个苹果,每个苹果都可以沿着一条由树枝构成的路径连到树根,而且这样的路径只存在一条。由于这棵苹果树是神犇种的,所以苹果都发生了变异,变成了各种各样的颜色。我们用一个到n之间的正整数来表示一种颜色。树上一共有n个苹果。每个苹果都被编了号码,号码为一个1到n之间的正整数。我们用0代表树根。只会有一个苹果直接根。
      有许许多多的人来神犇家里膜拜神犇。可神犇可不是随便就能膜拜的。前来膜拜神犇的人需要正确回答一个问题,才能进屋膜拜神犇。这个问题就是,从树上编号为u的苹果出发,由树枝走到编号为v的苹果,路径上经过的苹果一共有多少种不同的颜色(包括苹果u和苹果v的颜色)?不过神犇注意到,有些来膜拜的人患有色盲症。具体地说,一个人可能会认为颜色a就是颜色b,那么他们在数苹果的颜色时,如果既出现了颜色a的苹果,又出现了颜色b的苹果,这个人只会算入颜色b,而不会把颜色a算进来。
      神犇是一个好人,他不会强人所难,也就会接受由于色盲症导致的答案错误(当然答案在色盲环境下也必须是正确的)。不过这样神犇也就要更改他原先数颜色的程序了。虽然这对于神犇来说是小菜一碟,但是他想考验一下你。你能替神犇完成这项任务吗?
  • Input
      输入第一行为两个整数n和m,分别代表树上苹果的个数和前来膜拜的人数。
      接下来的一行包含n个数,第i个数代表编号为i的苹果的颜色Coli。
      接下来有n行,每行包含两个数x和y,代表有一根树枝连接了苹果x和y(或者根和一个苹果)。
      接下来有m行,每行包含四个整数u、v、a和b,代表这个人要数苹果u到苹果v的颜色种数,同时这个人认为颜色a就是颜色b。如果a=b=0,则代表这个人没有患色盲症。
  • Output
      输出一共m行,每行仅包含一个整数,代表这个人应该数出的颜色种数。
  • Sample Input
    5 3
    1 1 3 3 2
    0 1
    1 2
    1 3
    2 4
    3 5
    1 4 0 0
    1 4 1 3
    1 4 1 2
  • Sample Output
    2
    1
    2
  • Hint
    0<=x,y,a,b<=N
    N<=50000
    1<=U,V,Coli<=N
    M<=100000

树上莫队:(大佬跳过
我们需要处理每个前来膜拜的人,一个一个太浪费时间了,于是我们就考虑如何让前面的人计算好的为后面的计算服务,于是我们每次就只需要操作两个问题的相异就行了:删除S1到S2,添加T1到T2
但有些数据非常坑,修改很远,这就需要树上分块来预处理了
思路:
有了树上莫队,这道题就很水了,基本可以算板子题,需要注意的是特判色盲就行了

代码如下:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int st[50005],B;
int color[50005];
int f[50005][20];
int b[50005],n,m,asdf;
int h[50005],q[50005];
int num[50005],cnt,ans;
int d[50005],vis[50005];
struct node {
	int to,next;
} e[100005];
struct query {
	int x,y,a,b,id;
} a[100005];
bool cmp(query x,query y) {
	if(b[x.x]==b[y.x])return b[x.y]<b[y.y];
	return b[x.x]<b[y.x];
}
void Addedge(int x,int y) {
	e[++cnt]=(node) {
		y,h[x]
	};
	h[x]=cnt;
}
void Dfs(int x,int prt) {
	d[x]=d[prt]+1;
	int i,y,op=st[0];
	f[x][0]=prt;
	for(i=1; i<=16; ++i) {
		if(d[x]<(1<<i))break;
		f[x][i]=f[f[x][i-1]][i-1];
	}
	for(i=h[x]; i; i=e[i].next) {
		int y=e[i].to;
		if(y==prt)continue;
		Dfs(y,x);
		if(st[0]-op>=B) {
			++asdf;
			while(st[0]-op)b[st[st[0]--]]=asdf;
		}
	}
	st[++st[0]]=x;
}
int Lca(int x,int y) {
	int i,k;
	if(d[x]<d[y])swap(x,y);
	k=int(log(d[x])/log(2));
	for(i=k; i>=0; i--)
		if(d[x]-(1<<i)>=d[y])x=f[x][i];
	if(x==y)return x;
	for(i=k; i>=0; i--)
		if(f[x][i]!=-1&&f[x][i]!=f[y][i]) {
			x=f[x][i];
			y=f[y][i];
		}
	return f[x][0];
}
void Reserve(int x) {
	if(!vis[x]) {
		if(!num[color[x]])++ans;
		++num[color[x]];
	} else {
		--num[color[x]];
		if(!num[color[x]])--ans;
	}
	vis[x]^=1;
}
void Solve(int x,int y) {
	while(x!=y) {
		if(d[x]>d[y]) {
			Reserve(x);
			x=f[x][0];
		} else {
			Reserve(y);
			y=f[y][0];
		}
	}
}
int main() {
	scanf("%d%d",&n,&m);
	B=pow(n,0.5);
	for(int i=1; i<=n; ++i)
		scanf("%d",&color[i]);
	for(int i=1; i<=n; ++i) {
		int x,y;
		scanf("%d%d",&x,&y);
		Addedge(x,y);
		Addedge(y,x);
	}
	Dfs(0,0);
	while(st[0])b[st[st[0]--]]=asdf;
	for(int i=1; i<=m; ++i)
		scanf("%d%d%d%d",&a[i].x,&a[i].y,&a[i].a,&a[i].b),a[i].id=i;
	sort(a+1,a+m+1,cmp);
	Solve(a[1].x,a[1].y);
	int t=Lca(a[1].x,a[1].y);
	Reserve(t);
	q[a[1].id]=ans;
	if(num[a[1].a]&&num[a[1].b]&&a[1].a!=a[1].b)--q[a[1].id];
	Reserve(t);
	for(int i=2; i<=m; ++i) {
		Solve(a[i-1].x,a[i].x);
		Solve(a[i-1].y,a[i].y);
		int t=Lca(a[i].x,a[i].y);
		Reserve(t);
		q[a[i].id]=ans;
		if(num[a[i].a]&&num[a[i].b]&&a[i].a!=a[i].b)--q[a[i].id];
		Reserve(t);
	}
	for(int i=1; i<=m; ++i)
		printf("%d\n",q[i]);
	return 0;
}
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