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「線段樹優化建圖」CF786B Legacy

知識點:線段樹優化建圖
原題面:CFLuogu

區間連邊問題的一個 trick,最近遇到就複習了一下。
之前寫的糞題解,可以來找點樂子看:Link

簡述

給定 \(n\) 個節點,給定引數 \(s\),有 \(m\) 次操作:

  1. 給定引數 \(u,v,w\),從 \(u\)\(v\) 連一條權值為 \(w\) 的邊。
  2. 給定引數 \(u,l,r,w\),從 \(u\)\([l,r]\) 連一條權值為 \(w\) 的邊。
  3. 給定引數 \(u,l,r,w\),從 \([l,r]\)\(u\) 連一條權值為 \(w\) 的邊。

\(s\) 到每個節點的最短路。
\(1\le n,q\le 10^5\)

\(1\le w\le 10^9\)
2S,256MB。

分析

對於區間連邊問題,其解決方案是建立一系列虛點,虛點到實點的權值為 0,一個虛點與某一段連續區間內的實點相連。此時若想對該區間進行區間連邊,直接連向此虛點即可。
為解決區間的拆分問題,可以將虛點建成一個類似線段樹的結構,如下圖所示:

圖中 \(1,2,3,4\) 為實點,\(5,6,7\) 為虛點。
對於連邊操作 \((1, [2,4])\),可以僅令 \(1\) 連向點 \(2\),點 \(6\),從而減少了連邊數。
這種區間的拆分可以放到線段樹上進行。

上面的線段樹的虛邊是自頂向底連線的。對於本題的第三種操作區間向點連邊,再建立一棵自底向頂連邊的線段樹並進行上述過程即可。


關於複雜度,建立虛點後圖中節點個數為 \(n + 2n\log n\)
每次線上段樹上區間連邊,會新增不多於 \(\log n\) 條邊。總邊數為 \(O(n\log n)\) 級別。
由上,在新圖上跑最短路時間複雜度為 \(O(n\log^2 n)\) 級別。
演算法總時間複雜度 \(O(n\log^2 n)\),空間複雜度 \(O(n\log n)\)

程式碼

//知識點:線段樹優化建圖 
/*
By:Luckyblock
*/
#include <algorithm>
#include <cctype>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <queue>
#define LL long long
const int kN = 4e5 + 10;
const LL kInf = 0x3f3f3f3f3f3f3f3f;
//=============================================================
int n, q, start, node_num;
int e_num, head[kN], v[kN << 4], w[kN << 4], ne[kN << 4];
bool vis[kN];
LL dis[kN];
//=============================================================
inline int read() {
  int f = 1, w = 0;
  char ch = getchar();
  for (; !isdigit(ch); ch = getchar())
    if (ch == '-') f = -1;
  for (; isdigit(ch); ch = getchar()) {
    w = (w << 3) + (w << 1) + (ch ^ '0');
  }
  return f * w;
}
void Chkmax(int &fir_, int sec_) {
  if (sec_ > fir_) fir_ = sec_;
}
void Chkmin(int &fir_, int sec_) {
  if (sec_ < fir_) fir_ = sec_;
}
void Add(int u_, int v_, int w_) {
  v[++ e_num] = v_, w[e_num] = w_;
  ne[e_num] = head[u_], head[u_] = e_num;
}
#define ls (lson[now_])
#define rs (rson[now_])
#define mid ((L_+R_)>>1)
struct SegmentTree {
  int root, lson[kN], rson[kN];
  void Build(int &now_ ,int L_, int R_, bool type_) {
    if (L_ == R_) {
      now_ = L_;
      return ;
    }
    now_ = ++ node_num;
    Build(ls, L_, mid, type_);
    Build(rs, mid + 1, R_, type_);
    if (!type_) Add(now_, ls, 0), Add(now_, rs, 0);
    if (type_) Add(ls, now_, 0), Add(rs, now_, 0);
  }
  void Modify(int now_, int L_, int R_, int l_, int r_, int u_, int w_, 
              bool type_) {
    if (l_ <= L_ && R_ <= r_) {
      if (!type_) Add(u_, now_, w_);
      if (type_) Add(now_, u_, w_);
      return ;
    }
    if (l_ <= mid) Modify(ls, L_, mid, l_, r_, u_, w_, type_);
    if (r_ > mid) Modify(rs, mid + 1, R_, l_, r_, u_, w_, type_);
  }
} Seg[2];
#undef ls
#undef rs
#undef mid
void Init() {
  node_num = n;
  Seg[0].Build(Seg[0].root, 1, n, 0);
  Seg[1].Build(Seg[1].root, 1, n, 1);
}
void Spfa(int s_) {  //他死了
  std::queue <int> q;
  memset(dis, 0x3f, sizeof(dis));
  dis[s_] = 0;
  q.push(s_);
  while (!q.empty()) {
    int u = q.front();
    q.pop();
    for (int i = head[u]; i; i = ne[i]) {
      int v_ = v[i], w_ = w[i];
      if (dis[u] + w_ < dis[v_]) {
        dis[v_] = dis[u] + w_;
        q.push(v_);
      }
    }
  }
}
#define pr std::pair
#define mp std::make_pair
void Dijkstra(int s_) {
  std::priority_queue <pr <LL, int> > q;
  memset(dis, 63, sizeof (dis));
  dis[s_] = 0;
  q.push(mp(0, s_));
  while (! q.empty()) {
    int u_ = q.top().second; q.pop();
    if (vis[u_]) continue;
    vis[u_] = true;
    
    for (int i = head[u_]; i; i = ne[i]) {
      int v_ = v[i], w_ = w[i];
      if (dis[u_] + w_ < dis[v_]) {
        dis[v_] = dis[u_] + w_;
        q.push(mp(-dis[v_], v_));
      }
    }
  }
}
#undef pr
#undef mp
//=============================================================
int main() {
  n = read(), q = read(), start = read();
  Init();
  while (q --) {
    int opt = read();
    if (opt == 1) {
      int u_ = read(), v_ = read(), w_ = read();
      Add(u_, v_, w_);
    } else {
      int u_ = read(), l_ = read(), r_ = read(), w_ = read();
      int type = (opt == 3);
      Seg[type].Modify(Seg[type].root, 1, n, l_, r_, u_, w_, type);
    }
  }
  Dijkstra(start);
  for (int i = 1; i <= n; ++ i) {
    printf("%lld ", dis[i] < kInf ? dis[i] : -1); 
  }
  return 0;
}