洛谷P3177 [HAOI2015]树上染色

本文解析了洛谷P3177题目的解题思路,采用树上动态规划的方法求解染色节点间距离之和的最大值。通过计算每条边的贡献来更新状态,实现高效的子问题转移。

洛谷P3177

今天刷知乎,他给我推荐了一个ACM竞赛好题,然后那个作者强推我们做一个树上dp必做题,然后中午吃饭的时候我就好奇看了看是什么题,中午吃饭的时候想了一下思路,但是感觉做不了,于是到晚上找出来开始做。
题意: 给你一棵带权,然后染黑白两色,要求染k个黑色,然后我们得分为黑点之间两两距离之和,和白点之间两两距离之和。
思路:
开始思路非常明确,就是dp[i][j]dp[i][j]dp[i][j]表示i为树根的子树中有j个黑色的节点的答案数,然后就就想到了上司的舞会转移法,其实不能转移,状态太多了越想越乱,后来理了一下思路,就是条件(黑色和白色两两之间的距离肯定要转化一步),一看题解,果然,我们算的是每条边的贡献,然后每条边的贡献就是,边两边同色点数量的乘积,然后树上背包,大悟,整了一下,但是没注意初始化,dp数组,一定要注意状态转移的,有可能有转移不到的,然后就是就需要特判。
然后看了题解发现还要初始化dp[u][0]dp[u][0]dp[u][0]dp[u][1]dp[u][1]dp[u][1]因为这两个是必达状态

其实是一道非常好的树上背包题目
AC代码:

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int maxn = 2005;
ll dp[maxn][maxn];
struct edge{
    int v,next;
    ll w;
}e[maxn<<1];
int sz[maxn];
int head[maxn],cnt = 0;
void add(int u,int v,int w){
    e[cnt].v = v;
    e[cnt].w = w;
    e[cnt].next = head[u];
    head[u] = cnt++;
}
int n,k;
void dfs(int u,int fa){
    sz[u] = 1;
    memset(dp[u],-1,sizeof dp[u]);
    dp[u][0] = 0;dp[u][1] = 0;
    for(int i = head[u];~i;i=e[i].next){
        int v = e[i].v;
        if(v==fa)continue;
        dfs(v,u);
        sz[u] += sz[v];
    }
    for(int i = head[u];~i;i=e[i].next){
        int v = e[i].v;
        int w = e[i].w;
        if(v==fa)continue;
        for(int t = min(k,sz[u]);t >= 0; t--){
            for(int j = 0;j <= min(t,sz[v]);j++){
                if(dp[u][t-j]==-1)continue;
                ll tot = 1LL*j*(k-j) + (sz[v] - j) * 1LL*(n - sz[v] - k + j);
                tot *= w;
                dp[u][t] = max(dp[u][t],dp[u][t-j] + dp[v][j] + tot);
            }
        }
    }
}
int main(){
    scanf("%d%d",&n,&k);
    memset(head,-1,sizeof head);
    for(int i = 0 ;i < n - 1;i ++){
        int u,v,w;
        scanf("%d%d%d",&u,&v,&w);
        add(u,v,w);
        add(v,u,w);
    }
    dfs(1,-1);
    printf("%lld",dp[1][k]);
}	
这道题目还可以使用树状数组或线段树来实现,时间复杂度也为 $\mathcal{O}(n\log n)$。这里给出使用树状数组的实现代码。 解题思路: 1. 读入数据; 2. 将原数列离散化,得到一个新的数列 b; 3. 从右往左依次将 b 数列中的元素插入到树状数组中,并计算逆序对数; 4. 输出逆序对数。 代码实现: ```c++ #include <cstdio> #include <cstdlib> #include <algorithm> const int MAXN = 500005; struct Node { int val, id; bool operator<(const Node& other) const { return val < other.val; } } nodes[MAXN]; int n, a[MAXN], b[MAXN], c[MAXN]; long long ans; inline int lowbit(int x) { return x & (-x); } void update(int x, int val) { for (int i = x; i <= n; i += lowbit(i)) { c[i] += val; } } int query(int x) { int res = 0; for (int i = x; i > 0; i -= lowbit(i)) { res += c[i]; } return res; } int main() { scanf("%d", &n); for (int i = 1; i <= n; ++i) { scanf("%d", &a[i]); nodes[i] = {a[i], i}; } std::sort(nodes + 1, nodes + n + 1); int cnt = 0; for (int i = 1; i <= n; ++i) { if (i == 1 || nodes[i].val != nodes[i - 1].val) { ++cnt; } b[nodes[i].id] = cnt; } for (int i = n; i >= 1; --i) { ans += query(b[i] - 1); update(b[i], 1); } printf("%lld\n", ans); return 0; } ``` 注意事项: - 在对原数列进行离散化时,需要记录每个元素在原数列中的位置,便于后面计算逆序对数; - 设树状数组的大小为 $n$,则树状数组中的下标从 $1$ 到 $n$,而不是从 $0$ 到 $n-1$; - 在计算逆序对数时,需要查询离散化后的数列中比当前元素小的元素个数,即查询 $b_i-1$ 位置上的值; - 在插入元素时,需要将离散化后的数列的元素从右往左依次插入树状数组中,而不是从左往右。
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