Marked Ancestor

本文介绍了一种使用线段树解决特定树形结构上标记与查询问题的方法。面对在一个树状结构上的标记和查询操作,作者通过预处理树的先序遍历序列,并利用线段树进行高效的更新与查询,解决了传统并查集难以处理的问题。

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一道并查集的题目硬是被我当成线段树写了,感觉这样写虽然不是最好的,不过能a就行

http://acm.hust.edu.cn/vjudge/contest/view.action?cid=103906#problem/G

http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=2170

首先题意:

一个可以被标记的树,起初只有根节点被标记了,然后有两种操作,第一种操作是把某一个点标记,第二个操作是询问他的祖先中离他最近的节点编号,最后出书询问的节点编号和.


这是我在并查集专题上面遇到的,不过第一反应暴力肯定不行(然而暴力的并查集查找祖先也可以过...),然后想半天没思路,因为当前节点的询问过后不能直接路径压缩,因为这样后面如果该条路径有一个点被标记那就gg了

但此时想法是如果这个点被标记了,那么他的后代可能都会受到影响,但是又不能一个一个去更新影响,想到这里再加上题目中的两种操作更新查询和线段树神似,所以就开始搞线段树,但是这里有一个问题:线段树更新的点都在一起...,接着想到以前一道没做出来的题(翻硬币类似的)用了dfsn重建树然后再更新维护,所以就用先序遍历了一下,同时我记录下了每个节点的深度,因为更新的时候,深度更深的点应该把深度浅的点信息更新掉(为啥?举一个抽象例子,如果点A被B和C更新了,那么肯定B和C是A的祖先,如果depB<depC,那么depC离A更近)

其他的都是细节问题了

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cmath>
#include <string>
#include <queue>
#include <cstdlib>
#include <algorithm>
#include <stack>
#include <map>
#include <queue>
#include <vector>

using namespace std;
const int maxn = 1e5+100;
const int INF = 0x3f3f3f3f;
#define pr(x)      // cout << #x << " = " << x << " ";
#define prln(x)    // cout << #x << " = " << x <<endl;
#define ll long long
int head[maxn], nxt[maxn], to[maxn], dfsn, cnt, id[maxn], r[maxn], _n, sum[maxn<<2], dep[maxn];
//建最初的树
void addedge(int u, int v) {
	nxt[cnt] = head[u];
	head[u] = cnt;
	to[cnt++] = v;
}
//线段树等初始化
void init(int n) {
	cnt = dfsn = 0;
	_n = 1;
	while(_n < n) _n = _n*2;
	int _nn = _n*2;
	for(int i = 0; i <= _nn; ++i) sum[i] = -1;
	for(int i = 0; i <= n;++i) {
		head[i] =-1;
	}
}
//dfs建树
//这里保证了一个点的后代都在一起被访问到,最左边的点是这个点id[u]表示最左边点//的编号,r[u]表示u后代最右边点编号
void dfstree(int fa,int u) {
	id[u] = ++dfsn;
	dep[u] = dep[fa]+1;
	for(int i = head[u]; ~i; i = nxt[i]){
		dfstree(u,to[i]);
	}
	r[u] = dfsn;
}
//这里是线段树的更新操作
//sum初始化为-1,如果当前未被更新或者更新的点深度小于v2这个点深度,,那么更新
inline void getans(int& ans, const int& v2){
	if(ans == -1 || dep[ans] < dep[v2]) ans = v2;
}
//其他和正常线段树都一样了
void pushdown(int rt) {
	if(sum[rt] != -1) {
		getans(sum[rt<<1], sum[rt]);
		getans(sum[rt<<1|1],sum[rt]);
	}
}
void update(int rt, int l, int r, int ql, int qr, int v) {
	if(ql <= l && r <= qr) {
		getans(sum[rt], v);
		return;
	}
	pushdown(rt);
	int m = l + r >> 1;
	if(m >= ql) update(rt<<1, l, m, ql, qr, v);
	if(m < qr) update(rt<<1|1, m+1, r, ql, qr, v);
}
//这里查询稍微改了一下,直接向上找
int query(int rt) {
	rt += _n-1;
	int ans = 0;
	while(rt>=1) {
		getans(ans,sum[rt]);
		rt = rt>>1;
	}
	return ans;
}
int main(){
#ifdef LOCAL
    freopen("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\in.txt","r",stdin);
  //freopen("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\out.txt","w",stdout);
 #endif
    int n, m, x;
    char op[10];
    while(cin >> n >> m && (n||m)) {
    	ll ans = 0;
    	init(n);
    	for(int i = 2; i <= n; ++i) {
    		scanf("%d", &x);
    		addedge(x,i);
    	}
    	dep[0] = 0;
    	dfstree(0,1);
    	update(1, 1, _n, id[1], r[1], 1);
    	for(int i = 0; i < m; ++i) {
    		scanf("%s%d", op, &x);
    		if(op[0] == 'M')	update(1, 1, _n, id[x], r[x], x);
    		else	ans += query(id[x]);
    	}
    	printf("%lld\n", ans);
    }
    return 0;
}



//#pragma GCC optimize(2,3,“Ofast”,“inline”, “-ffast-math”) //#pragma GCC target(“avx,sse2,sse3,sse4,mmx”) #include #include #include #include #include #include #include #include #include<unordered_map> #include #include #include #include #include #include #include #define fi first #define se second #define pb push_back #define y1 hsduaishxu #define mkp make_pair using namespace std; typedef long long ll; typedef long double ld; typedef unsigned long long ull; typedef pair<int,int> pii; typedef pair<ll,int> pli; typedef pair<int,ll> pil; typedef pair<ll,ll> pll; typedef unsigned int uint; typedef vector vpii; typedef int128 i128; const int maxn=1000005; const ll mod=1000000007; inline int Min(int x,int y){return x<y?x:y;} inline int Max(int x,int y){return x>y?x:y;} inline ll Min(ll x,ll y){return x<y?x:y;} inline ll Max(ll x,ll y){return x>y?x:y;} inline void ad(int &x,int y,int z){x=y+z;if(x>=mod) x-=mod;} inline void ad(ll &x,ll y,ll z){x=y+z;if(x>=mod) x-=mod;} inline void ad(int &x,int y){x+=y;if(x>=mod) x-=mod;} inline void ad(int &x,ll y){x+=y;if(x>=mod) x-=mod;} inline void ad(ll &x,ll y){x+=y;if(x>=mod) x-=mod;} inline void siu(int &x,int y,int z){x=y-z;if(x<0) x+=mod;} inline void siu(int &x,int y){x-=y;if(x<0) x+=mod;} inline void siu(ll &x,ll y){x-=y;if(x<0) x+=mod;} inline ll myabs(ll x){return x<0?-x:x;} inline void tmn(int &x,int y){if(y<x) x=y;} inline void tmx(int &x,int y){if(y>x) x=y;} inline void tmn(ll &x,ll y){if(y<x) x=y;} inline void tmx(ll &x,ll y){if(y>x) x=y;} ll qpow(ll aa,ll bb){ll res=1;while(bb){if(bb&1) res=resaa%mod;aa=aaaa%mod;bb>>=1;}return res;} ll qpow(ll aa,ll bb,ll md){ll res=1;while(bb){if(bb&1) res=(i128)resaa%md;aa=(i128)aaaa%md;bb>>=1;}return res;} inline ll Inv(ll x,ll md){return qpow(x,md-2,md);} inline ll Inv(ll x){return qpow(x,mod-2);} int ,; int n,k; int p[maxn],q[maxn]; ll ans; vector g[maxn],h[maxn]; int r1,r2; int siz[maxn],dfn[maxn],dfscnt; void dfs(int u) { siz[u]=1;dfn[u]=dfscnt; for(auto v:g[u]) dfs(v),siz[u]+=siz[v]; } struct bit { int c[maxn]; void clr() { for(int i=1;i<=n;i) c[i]=0; } int lowbit(int x){return x&(-x);} void ad(int x,int k){while(x<=n){c[x]+=k;x+=lowbit(x);}} int qry(int x){int res=0;while(x>=1){res+=c[x];x-=lowbit(x);}return res;} }T1,T2; int F[maxn],st[maxn],tp,sz[maxn],son[maxn]; vector e[maxn]; void dfs1(int u) { st[tp]=u;e[u].clear(); if(tp>k) F[u]=st[tp-k]; else F[u]=0; if(F[u]) e[F[u]].push_back(u); sz[u]=1;son[u]=0; for(auto v:h[u]) { dfs1(v); if(sz[v]>sz[son[u]]) son[u]=v; sz[u]+=sz[v]; } tp–; } void ins(int x,int k) { T1.ad(dfn[x],k);T1.ad(dfn[x]+siz[x],-k); T2.ad(dfn[x],k); } int qry(int x) { return T1.qry(dfn[x])+T2.qry(dfn[x]+siz[x]-1)-T2.qry(dfn[x]-1); } void dfs3(int u,int ty) { for(auto v:e[u]) { if(ty1) ans+=qry(v); else if(ty3) ins(v,-1); else if(ty==2) ins(v,1); } for(auto v:h[u]) dfs3(v,ty); } void dfs2(int u,int ty) { for(auto v:h[u]) if(v!=son[u]) dfs2(v,0); if(son[u]) { dfs2(son[u],1); for(auto v:h[u]) if(v!=son[u]) dfs3(v,1),dfs3(v,2); } for(auto v:e[u]) ins(v,1); if(!ty) dfs3(u,3); } void cal() { dfscnt=0;dfs(r1); T1.clr();T2.clr(); tp=0;dfs1(r2); dfs2(r2,0); } void solve() { cin>>n>>k; for(int i=1;i<=n;i) cin>>p[i]; for(int i=1;i<=n;i++) cin>>q[i]; for(int i=1;i<=n;i++) { if(!p[i]) r1=i; else g[p[i]].push_back(i); if(!q[i]) r2=i; else h[q[i]].push_back(i); } cal(); for(int i=1;i<=n;i++) swap(p[i],q[i]),swap(g[i],h[i]);swap(r1,r2); cal(); cout<<ans<<“\n”; } signed main() { freopen(“D.in”,“r”,stdin); freopen(“D.out”,“w”,stdout); ios::sync_with_stdio(false);cin.tie(0);cout.tie(0); =1; //cin>>; while(–) { solve(); } return 0; } //by cristiano ronaldo dos santos aveiro #include <bits/stdc++.h> using namespace std; typedef long long ll; #define rep(i,s,t) for(register ll i = s;i <= t;++i) #define per(i,t,s) for(register ll i = t;i >= s;–i) const ll N = 1e6 + 5; ll n; ll k; ll rt1; ll rt2; ll top; ll idx; ll ans; ll p[N] = {}; ll q[N] = {}; ll fa[N] = {}; ll st[N] = {}; ll sz[N] = {}; ll siz[N] = {}; ll dfn[N] = {}; ll son[N] = {}; vector g[N]; vector g1[N]; vector g2[N]; class binary_indexed_tree { private: ll t[N] = {}; public: inline void init() { memset(t,0,sizeof(t)); } inline ll lowbit(ll x) { return x & (-x); } inline void upd(ll x,ll k) { while(x <= n) { t[x] += k; x += lowbit(x); } } inline ll qry(ll x) { ll ans = 0; while(x) { ans += t[x]; x -= lowbit(x); } return ans; } }; binary_indexed_tree t1; binary_indexed_tree t2; inline ll read() { ll x = 0; ll y = 1; char c = getchar(); while(c < ‘0’ || c > ‘9’) { if(c == ‘-’) y = -y; c = getchar(); } while(c >= ‘0’ && c <= ‘9’) { x = (x << 3) + (x << 1) + (c ^ ‘0’); c = getchar(); } return x * y; } inline void write(ll x) { if(x < 0) { putchar(‘-’); write(-x); return; } if(x > 9) write(x / 10); putchar(x % 10 + ‘0’); } inline void dfs(ll u) { siz[u] = 1; dfn[u] = ++idx; for(register auto v : g1[u]) { dfs(v); siz[u] += siz[v]; } } inline void dfs1(ll u) { st[++top] = u; g[u].clear(); if(top > k) fa[u] = st[top - k]; else fa[u] = 0; if(fa[u]) g[fa[u]].push_back(u); sz[u] = 1; son[u] = 0; for(auto v : g2[u]) { dfs1(v); if(sz[v] > sz[son[u]]) son[u] = v; sz[u] += sz[v]; } top–; } inline void ins(ll x,ll k) { t1.upd(dfn[x],k); t1.upd(dfn[x] + siz[x],-k); t2.upd(dfn[x],k); } inline ll query(ll x) { return t1.qry(dfn[x]) + t2.qry(dfn[x] + siz[x] - 1) - t2.qry(dfn[x] - 1); } inline void dfs3(ll u,ll k) { for(auto v : g[u]) { if(k == 1) ans += query(v); else if(k == 2) ins(v,1); else if(k == 3) ins(v,-1); } for(auto v : g2[u]) dfs3(v,k); } inline void dfs2(ll u,ll k) { for(auto v : g2[u]) if(v != son[u]) dfs2(v,0); if(son[u]) { dfs2(son[u],1); for(auto v : g2[u]) { if(v != son[u]) { dfs3(v,1); dfs3(v,2); } } } for(register auto v : g[u]) ins(v,1); if(!k) dfs3(u,3); } int main() { freopen(“D.in”,“r”,stdin); freopen(“D.out”,“w”,stdout); n = read(); k = read(); rep(i,1,n) p[i] = read(); rep(i,1,n) q[i] = read(); rep(i,1,n) { if(!p[i]) rt1 = i; else g1[p[i]].push_back(i); if(!q[i]) rt2 = i; else g2[q[i]].push_back(i); } idx = 0; dfs(rt1); t1.init(); t2.init(); top = 0; dfs1(rt2); dfs2(rt2,0); rep(i,1,n) { swap(p[i],q[i]); swap(g1[i],g2[i]); swap(rt1,rt2); } idx = 0; dfs(rt1); t1.init(); t2.init(); top = 0; dfs1(rt2); dfs2(rt2,0); write(ans); fclose(stdin); fclose(stdout); return 0; }针对以下问题,上述两段代码的功能有什么不同,请指出并修正第二段代码,使得第二段代码功能与第一段代码功能完全等价小丁的树 题目描述 小丁拥有两棵均具有 n n 个顶点,编号集合为 { 1 , 2 , ⋯   , n } {1,2,⋯,n} 的有根树 T 1 , T 2 T 1 ​ ,T 2 ​ ,现在他需要计算这两棵树的相似程度。 为了计算,小丁定义了对于一棵树 T T 和 T T 上两个不同顶点 u , v u,v 的距离函数 d T ( u , v ) d T ​ (u,v),其定义为 u , v u,v 两个点距离成为祖先关系有多近,具体来说,对于所有在 T T 上为祖先关系的点对 ( u ′ , v ′ ) (u ′ ,v ′ ), dis ⁡ ( u , u ′ ) + dis ⁡ ( v , v ′ ) dis(u,u ′ )+dis(v,v ′ ) 的最小值即为 d T ( u , v ) d T ​ (u,v) 的值,其中 dis ⁡ ( u , v ) dis(u,v) 表示 u , v u,v 在树 T T 上的唯一简单路径包含的边数,即 u , v u,v 的距离。 点对 ( u ′ , v ′ ) (u ′ ,v ′ ) 为祖先关系,当且仅当 u ′ u ′ 是 v ′ v ′ 的祖先或 v ′ v ′ 是 u ′ u ′ 的祖先。(注意,每个点都是自己的祖先) 小丁心里还有一个参数 k k,如果节点对 ( u , v ) (u,v) 满足以下条件,称之为不相似的节点对: 1 ≤ u < v ≤ n 1≤u<v≤n " d T 1 ( u , v ) 0 d T 1 ​ ​ (u,v)=0 且 d T 2 ( u , v ) k d T 2 ​ ​ (u,v)>k“ 或 " d T 2 ( u , v ) 0 d T 2 ​ ​ (u,v)=0 且 d T 1 ( u , v ) k d T 1 ​ ​ (u,v)>k​“ 小丁认为,不相似的节点对越多, T 1 T 1 ​ 和 T 2 T 2 ​ 就越不相似,你能告诉他总共有多少不相似的节点对吗? 输入格式 第一行两个整数 n , k n,k,表示 T 1 T 1 ​ 和 T 2 T 2 ​ 的节点数和参数 k k。 第二行 n n 个正整数 p 1 , p 2 , ⋯   , p n p 1 ​ ,p 2 ​ ,⋯,p n ​ , T 1 T 1 ​ 中节点 i i 的父节点为 p i p i ​ ,特别的,若 p i 0 p i ​ =0,则 i i 是 T 1 T 1 ​ 的根。 第三行 n n 个正整数 q 1 , q 2 , ⋯   , q n q 1 ​ ,q 2 ​ ,⋯,q n ​ , T 2 T 2 ​ 中节点 i i 的父节点为 q i q i ​ ,特别的,若 q i 0 q i ​ =0,则 i i 是 T 2 T 2 ​ 的根。 输出格式 一行一个整数,表示不相似的节点对总数。 样例 1 输入 5 0 0 1 1 2 3 5 3 1 1 0 样例 1 输出 4 样例 1 解释 ( 2 , 3 ) , ( 2 , 4 ) , ( 2 , 5 ) , ( 4 , 5 ) (2,3),(2,4),(2,5),(4,5) 为不相似的节点对。 其余样例见下发文件。 数据规模与约定 对于所有数据, 1 ≤ n ≤ 2 × 10 5 , 0 ≤ k < n , 0 ≤ p i , q i ≤ n 1≤n≤2×10 5 ,0≤k<n,0≤p i ​ ,q i ​ ≤n,且由 p i , q i p i ​ ,q i ​ 形成的是一棵 n n 个节点的有根树。 本题采用捆绑评测,你只有通过了一个子任务中所有测试点才能得到该子任务的分数。 Subtask 1(10pts): 1 ≤ n ≤ 100 1≤n≤100。 Subtask 2(20pts): 1 ≤ n ≤ 3000 1≤n≤3000。 Subtask 3(20pts): k 0 k=0。 Subtask 4(10pts): 0 ≤ k ≤ 20 0≤k≤20。 Subtask 5(40pts):无特殊限制。
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