P2495 [SDOI2011]消耗战

本文详细解析了SDOI2011消耗战问题,通过构建虚树并运用动态规划解决关键点的最小花费问题。介绍了虚树的构建方法,以及如何通过DFS遍历和LCA查询优化算法。

P2495 [SDOI2011]消耗战

题目描述

详见:P2495 [SDOI2011]消耗战

Solution

此题是虚树的经典版子题吧qwq。

是不是直接贴代码就行了啊(反正不是luogu题解,没有人查)。

大概就是先建出虚树(一般给定一堆关键点的题都是虚树),然后DP。

f[x]为处理掉x子树中所有关键点的最小花费,mn[x]  为从x到根的路径上的最小边权。

f[x]=min(mn[x],\sum f[son])

然后……没了。

Code

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int MAXN=5e5+50; 
const ll INF=1ll<<60;
int Log[MAXN],fa[MAXN][21],dfn[MAXN],dep[MAXN];
int stk[MAXN],a[MAXN],top,DFN=0;
ll mn[MAXN],f[MAXN];
struct enode{int to; ll c; };
vector<enode> e[MAXN];
vector<int> son[MAXN];

inline int read()
{
    int x=0,f=1; char c=getchar();
    while (c<'0'||c>'9') { if(c=='-') f=-1; c=getchar(); }
    while (c>='0'&&c<='9') { x=(x<<3)+(x<<1)+(c^48); c=getchar(); }
    return x*f;
}
void add_edge(int u,int v){ son[u].push_back(v); } 
void dfs(int x,int father)
{
	fa[x][0]=father;
	dep[x]=dep[father]+1;
	dfn[x]=++DFN;
	for (int i=1;i<=Log[dep[x]];i++) fa[x][i]=fa[fa[x][i-1]][i-1];
	for (int i=0;i<e[x].size();i++)
	    if (e[x][i].to!=father)
	    {
	    	mn[e[x][i].to]=min(mn[x],e[x][i].c);
	    	dfs(e[x][i].to,x);
	    }
}
int get_lca(int x,int y)
{
	if (dep[x]<dep[y]) swap(x,y);
	for (int i=Log[dep[x]];i>=0;i--)
	    if (dep[fa[x][i]]>=dep[y]) x=fa[x][i];
	if (x==y) return x;
	for (int i=Log[dep[x]];i>=0;i--)
	    if (fa[x][i]!=fa[y][i]) x=fa[x][i],y=fa[y][i];
	return fa[x][0];
}
void insert(int x)
{
	if (top==1) { stk[++top]=x; return; }
	int lca=get_lca(stk[top],x);
	if (lca==stk[top]) return;
	while (top>1&&dfn[stk[top-1]]>=dfn[lca]) add_edge(stk[top-1],stk[top]),top--;
	if (lca!=stk[top]) add_edge(lca,stk[top]),stk[top]=lca;
	stk[++top]=x;
}
ll tree_dp(int x)
{
	for (int i=0;i<son[x].size();i++) tree_dp(son[x][i]);
	f[x]=mn[x];
	if (!son[x].size()) return f[x];
	ll s=0;
	for (int i=0;i<son[x].size();i++) s+=f[son[x][i]];
	son[x].clear();
	return f[x]=min(f[x],s);
}
int compare(int x,int y){ return dfn[x]<dfn[y]; }
int main()
{
	int n=read();
	for (int i=1;i<n;i++)
	{
		int u=read(),v=read(),c=read();
		e[u].push_back((enode){v,c});
		e[v].push_back((enode){u,c});
	}
	dep[0]=-1,Log[1]=0;
	for (int i=2;i<=n;i++) Log[i]=Log[i>>1]+1;
	for (int i=1;i<=n;i++) mn[i]=INF; 
	dfs(1,0);
    //for (int i=1;i<=n;i++) cout<<i<<":"<<dep[i]<<" "<<dfn[i]<<" "<<mn[i]<<endl;
	
	int Case=read();
	while (Case--)
	{
		int m=read();
		for (int i=1;i<=m;i++) a[i]=read();
		sort(a+1,a+m+1,compare);
		stk[top=1]=1;
		for (int i=1;i<=m;i++) insert(a[i]);
		while (top) add_edge(stk[top-1],stk[top]),top--;
		printf("%lld\n",tree_dp(1));
	}
	return 0;
}

 

### 算法概述 P2152 [SDOI2009] SuperGCD 是一道要求实现高效计算两个大整数最大公约数(GCD)的题目。传统的欧几里得算法在处理大整数时由于模运算的效率问题可能表现不佳,因此需要使用更高效的算法。Stein算法(又称二进制GCD算法)是一种替代方案,它仅使用位移、加减法,避免了模运算,从而在某些场景下提高了性能。 ### Stein算法的核心思想 1. **基本性质**: - $ \text{gcd}(a, a) = a $,即一个数与其自身的最大公约数是其本身。 - $ \text{gcd}(ka, kb) = k \cdot \text{gcd}(a, b) $,即最大公约数运算与倍乘运算可以交换。 - 当 $ k $ 与 $ b $ 互质时,$ \text{gcd}(ka, b) = \text{gcd}(a, b) $,即可以移除两个数中仅一个含有的因子而不影响结果。 2. **算法步骤**: - 如果两个数都是偶数,则最大公约数一定包含因子2,因此可以同时除以2。 - 如果一个数是偶数,另一个是奇数,则偶数的因子2不影响最大公约数,可以将其除以2。 - 如果两个数都是奇数,则使用更相减损术,即用较大数减去较小数,然后继续处理,直到其中一个数为0。 3. **终止条件**: - 如果其中一个数为0,则另一个数即为最大公约数。 - 如果两个数相等,则该数即为最大公约数。 ### Python实现 以下是一个基于上述思想的Python实现,适用于处理非常大的整数: ```python def super_gcd(a, b): if a == 0: return b if b == 0: return a shift = 0 while ((a | b) & 1) == 0: # 检查a和b是否都为偶数 a >>= 1 b >>= 1 shift += 1 while (a & 1) == 0: # 如果a是偶数,将其除以2 a >>= 1 while b != 0: while (b & 1) == 0: # 如果b是偶数,将其除以2 b >>= 1 if a > b: a, b = b, a b -= a return a << shift # 最后将结果乘以2^shift # 示例输入 a = int(input()) b = int(input()) print(super_gcd(a, b)) ``` ### 相关问题 1. 如何在C++中实现Stein算法来计算两个大整数的最大公约数? 2. 在P2152题中,为什么传统的欧几里得算法在处理大整数时效率较低? 3. 如何优化Python中的大整数最大公约数计算以满足竞赛时间限制? 4. Stein算法在哪些情况下优于欧几里得算法? 5. 如何在Python中高效处理非常大的整数进行模运算和位运算?
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