Snow的追寻

题目描述

Snow终于得知母亲是谁，他现在要出发寻找母亲。
王国中的路由于某种特殊原因，成为了一棵有n个节点的根节点为1的树，但由于”Birds are everywhere.”，他得到了种种不一样的消息，每份消息中都会告诉他有两棵子树是禁忌之地，于是他向你求助了。
他给出了q个形如”x y”的询问，表示他不能走到x和y的子树中，由于走的路径越长他遇见母亲的概率越大但是他只能走一条不经过重复节点的路径，现在他想知道对于每组询问他能走的最长路径是多少，如果没有，输出零。

输入

第一行两个正整数n和q（1≤n,q≤100000）
第二到第n行每行两个整数u,v表示u和v之间有一条边连接，边的长度为1。
接下来q行每行两个x,y表示一组询问，意义如题目描述。

输出

q行，输出见题目描述

样例输入

5 2
1 3
3 2
3 4
2 5
2 4
5 4

样例输出

1
2

样例解释

询问1中2和4的子树不能走，最长路径为(1,3)长度为1
询问2中5和4的子树不能走，最长路径为(1,3,2)长度为2

数据范围

对于20%的数据1<=n,q<=100
对于50%的数据1<=n,q<=2000
对于100%的数据1≤n≤100000，1<=q<=50000

【题解】

100%
很明显的每个询问就是在求将两棵子树去掉后剩下的树的直径。我们先可以得出该树的dfs序，那么对于一颗子树就变成了序列上的一个区间，那么我们可以用线段树，维护一个区间表示的点的直径，对于两个区间，直径的合并就是从四个端点中任选两个连成的路径，选出其中长度最长的，即为合并后的直径，时间复杂度O(nlog2 n)。

不过，听学长说，题解给的是最慢的方法，还可以用线段树搞，LCT搞。。。（有时间再弄吧）

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <cmath>
#define lson num<<1
#define rson num<<1|1
using namespace std;
const int N=300010;
bool flg;
int cnt,tt;
int w[N],id[N],dfn[N],ed[N],head[N],to[N],nxt[N];
inline int gi() {
    int x=0,o=1;
    char ch=getchar();
    while(ch!='-'&&(ch<'0'||ch>'9')) ch=getchar();
    if(ch=='-') ch=getchar(),o=-1;
    while(ch>='0'&&ch<='9') x=x*10+ch-'0',ch=getchar();
    return x*o;
}
struct Tree {
    int tr,l1,l2,r1,r2,a,b;
    inline void init(int x) {
    tr=a=b=0;
    l1=l2=r1=r2=-1<<30;
    if(w[x]==1) b=1;
    else if(w[x]==-1) a=1;
    else l1=l2=r1=r2=0;
    }
    inline void merge(Tree &x,Tree &y) {
    a=max(x.a,x.a+y.a-x.b);
    b=max(y.b,y.b+x.b-y.a);
    l1=max(x.l1,max(x.a-x.b+y.l1,x.a+x.b+y.l2));
    r1=max(y.r1,max(y.b-y.a+x.r1,y.a+y.b+x.r2));
    l2=max(x.l2,y.l2+x.b-x.a);
    r2=max(y.r2,x.r2+y.a-y.b);
    tr=max(x.tr,max(y.tr,max(x.r1+y.l2,x.r2+y.l1)));
    }
} T[N*4],A,B;
inline void dfs(int x,int fa) {
    if(x!=1) w[dfn[x]=++cnt]=1;
    id[x]=++cnt;
    for(int i=head[x];i;i=nxt[i])
    if(to[i]!=fa) dfs(to[i],x);
    if(x!=1) w[ed[x]=++cnt]=-1;
}
inline void build(int l,int r,int num) {
    if(l==r) {T[num].init(l);return;}
    int mid=(l+r)>>1;
    build(l,mid,lson),build(mid+1,r,rson);
    T[num].merge(T[lson],T[rson]);
}
inline void query(int l,int r,int L,int R,int num) {
    if(L>R) return;
    if(L<=l&&r<=R) {
    if(!flg) A=B=T[num],flg=1;
    else A.merge(B,T[num]),B=A;
    return;
    }
    int mid=(l+r)>>1;
    if(L<=mid) query(l,mid,L,R,lson);
    if(R>mid) query(mid+1,r,L,R,rson);
}
int main() {
    freopen("snow.in","r",stdin);
    freopen("snow.out","w",stdout);
    int n,q,x,y;
    cin>>n>>q;
    for(int i=1;i<n;i++) {
    x=gi(),y=gi();
    to[++tt]=y,nxt[tt]=head[x],head[x]=tt;
    to[++tt]=x,nxt[tt]=head[y],head[y]=tt;
    }
    dfs(1,0);
    build(1,cnt,1);
    while(q--) {
    x=gi(),y=gi();
    if(dfn[x]>dfn[y]) swap(x,y);
    if(x==1) {puts("0");continue;}
    flg=0;
    query(1,cnt,1,dfn[x]-1,1);
    if(id[y]>=dfn[x]&&id[y]<=ed[x]) query(1,cnt,ed[x]+1,cnt,1);
    else query(1,cnt,ed[x]+1,dfn[y]-1,1),query(1,cnt,ed[y]+1,cnt,1);
    printf("%d\n",A.tr);
    }
    return 0;
}