[NOIP2016] 天天愛跑步
~~~題面~~~
題解:
很久以前就想寫了,一直沒敢做,,,不過今天寫完沒怎麽調就過了還是很開心的。
首先我們觀察到跑步的人數是很多的,要一條一條的遍歷顯然是無法承受的,因此我們要考慮更加優美的方法。
首先我們假設觀察者沒有時間的限制,一天到晚都在觀察。那麽我們可以想到一個很顯然的做法——差分。這樣就可以很方便的求出一個點被經過了多少次。
貌似這樣再加想一下就可以直接用樹鏈剖分+差分搞了。
但是還有更好的算法,是O(n)的。
而且還是比較好寫的。
首先我們觀察可以被統計到的點要符合一個什麽條件。
設點j上的觀察者在w[j]的時候觀察,那麽也就是說從s出發,要剛好經過w[j]到達點j,才可以被點j上的觀察者統計到。
由此我們可以列出兩個式子:
1,當s在j的子樹內,而t在j的上方時。
$w[j] + dep[j] = dep[s_i]$
2,當t在j的子樹內,而s在j的上方時
$dis[i] - (dep[t_i] - dep[j]) = w[j]$ 其中dis[i]表示s ---> t的路程長度
因為dis[i] - (dep[t_i] - dep[j])其實就是s ---> j的路徑長,所以這個式子就顯然成立了。
如果我們將帶i的放在左邊,帶j的放在右邊,那麽將會有
$dis[i] - dep[t_i] = w[j] - dep[j]$
那s和t都在j的子樹內怎麽辦?
現在這時如果我們還是套用上面的式子,那麽會有兩種情況
(1),j是(s,t)的LCA,那麽此時兩個式子一旦其中之一被滿足,另外一個就一定會被滿足(因為兩個式子的實質是一樣的),那麽s和t將分別對j產生一次貢獻(否則沒有貢獻)
(2),j不是(s,t)的LCA,那麽此時兩個式子可能會被滿足,s和t不一定會對j產生貢獻。但是這種情況下,不論式子是否被滿足,s和t都是不應該對j產生貢獻的。
那麽我們怎麽避免這種情況?
首先我們註意到一旦這種情況出現,LCA[s,t]將會是s和t最後一次可能產生貢獻的地方,因此我們要在LCA[s,t]處,消除s和t的影響,使得s和t無法對上面的點產生貢獻。
那麽我們應該如何統計呢?
註意到所有的式子都可以被表示為左邊只有關於i的,右邊只有關於j的情況,因此我們完全可以將式子的左邊和右邊單獨計算。即分別用兩個桶統計關於兩個式子的滿足情況。
比如說我們定義int bu[600100]; 然後每次遇到一個$s_i$的時候,我們就令$dep[s_i]++$。然後我們在每進入一個點時,都記錄一個tmp = bu[w[j] + dep[j]],那麽桶內對應位置元素的個數就代表滿足
$dep[s_i] = t$(t為桶中位置)的元素個數。因此我們訪問bu[w[j] + dep[j]]就可以獲取滿足 $w[j] + dep[j] = dep[s_i]$ 的元素個數,而之所以要在進入之前先記錄一下位置,則是為了準確獲取子樹內的貢獻,保證不被之前的東西幹擾。
對第二個式子的處理方式也是類似的,只不過因為第二個式子中出現了減號,而且減號旁邊大小關系不確定,因此我們需要的桶中位置可能為負,所以我們統一加上一個較大的數,將本來要占據負數的數組整體向後移位就可以了。
具體實現看代碼。
1 #include<bits/stdc++.h> 2 using namespace std; 3 #define R register int 4 #define AC 501000 5 #define ac 910000//要開這麽大。。。 6 #define getchar() *o++ 7 char READ[12000100], *o = READ; 8 int n, m; 9 int w[AC], ans[AC], s[AC], t[AC], dis[AC], dep[AC], may[ac], id[ac]; 10 int Head[AC], Next[ac], date[ac], tot; 11 struct edge{ 12 int Head[AC], Next[ac], date[ac], tot; 13 inline void add(int f, int w) 14 { 15 date[++tot] = w, Next[tot] = Head[f], Head[f] = tot; 16 date[++tot] = f, Next[tot] = Head[w], Head[w] = tot; 17 } 18 }E1,E2,E3;//詢問的邊(LCA),查詢的邊(ans) 19 20 inline int read() 21 { 22 int x = 0; char c = getchar(); 23 while(c > ‘9‘ || c < ‘0‘) c = getchar(); 24 while(c >= ‘0‘ && c <= ‘9‘) x = x * 10 + c - ‘0‘, c = getchar(); 25 return x; 26 } 27 28 inline void add(int f, int w) 29 { 30 date[++tot] = w, Next[tot] = Head[f], Head[f] = tot; 31 date[++tot] = f, Next[tot] = Head[w], Head[w] = tot; 32 } 33 34 inline void add1(int f, int w, int S) 35 { 36 E3.date[++tot] = w, E3.Next[tot] = E3.Head[f], E3.Head[f] = tot, may[tot] = S; 37 } 38 39 inline void add2(int f, int w)//這裏只能連單向邊 40 { 41 E2.date[++tot] = w, E2.Next[tot] = E2.Head[f], E2.Head[f] = tot; 42 } 43 44 void pre() 45 { 46 int a, b; 47 n = read(), m = read(); 48 for(R i = 1; i < n; i++) 49 { 50 a = read(), b = read(); 51 add(a, b); 52 } 53 for(R i = 1; i <= n; i++) w[i] = read(); 54 E1.tot = E2.tot = tot = 1; 55 for(R i = 1; i <= m; i++) 56 { 57 s[i] = read(), t[i] = read(); 58 E1.add(s[i], t[i]); 59 add1(s[i], i, 0);//標記為開始節點 60 add1(t[i], i, 1);//標記為結束節點 61 id[E1.tot - 1] = id[E1.tot] = i; 62 } 63 } 64 65 struct get_LCA{ 66 int father[AC], LCA[ac]; bool z[AC]; 67 68 inline int find(int x) 69 { 70 return (x == father[x]) ? x : father[x] = find(father[x]); 71 } 72 73 void dfs(int x) 74 { 75 int now; 76 z[x] = true; 77 for(R i = Head[x]; i; i = Next[i]) 78 { 79 now = date[i]; 80 if(z[now]) continue; 81 dep[now] = dep[x] + 1; 82 dfs(now); 83 father[now] = x;//訪問完就要改父親了 84 } 85 for(R i = E1.Head[x]; i; i = E1.Next[i]) 86 { 87 now = E1.date[i]; 88 if(z[now] && !LCA[i ^ 1]) 89 { 90 // printf("%d %d\n", x, now); 91 LCA[i] = find(now); 92 dis[id[i]] = dep[x] - dep[LCA[i]] + dep[now] - dep[LCA[i]]; 93 add2(LCA[i], id[i]);//將LCA和詢問聯系起來 94 } 95 } 96 } 97 98 void getLCA() 99 { 100 for(R i = 1; i <= n; i++) father[i] = i; 101 dep[1] = 1; 102 dfs(1); 103 } 104 }LCA; 105 106 #define k 600000 107 struct difference{ 108 int bu[ac], b[ac * 3]; 109 void dfs(int x, int fa) 110 { 111 int tmp = bu[dep[x] + w[x]], rnt = b[w[x] - dep[x] + k], now; 112 for(R i = E3.Head[x]; i; i = E3.Next[i])//加上當前節點的貢獻 113 { 114 now = E3.date[i]; 115 if(!may[i]) ++bu[dep[x]];//如果是開始節點 116 else ++b[dis[now] - dep[x] + k];//等式兩邊同時+k 117 } 118 for(R i = Head[x]; i; i = Next[i])//遍歷子樹 119 { 120 now = date[i]; 121 if(now == fa) continue; 122 dfs(now, x); 123 } 124 ans[x] = bu[dep[x] + w[x]] - tmp + b[w[x] - dep[x] + k] - rnt; 125 for(R i = E2.Head[x]; i; i = E2.Next[i])//查看當前節點是哪些點對的LCA 126 { 127 now = E2.date[i]; 128 if(dep[s[now]] == dep[x] + w[x]) --ans[x];//如果造成了貢獻,那麽必定是雙倍,因此要減去 129 --bu[dep[s[now]]];//減去貢獻 130 --b[dis[now] - dep[t[now]] + k];//等式兩邊同時+k! 131 } 132 } 133 134 }get; 135 136 void work() 137 { 138 for(R i = 1; i <= n; i++) printf("%d ", ans[i]); 139 printf("\n"); 140 } 141 142 int main() 143 { 144 freopen("in.in", "r", stdin); 145 fread(READ, 1, 12000000, stdin); 146 pre(); 147 LCA.getLCA(); 148 get.dfs(1, 0); 149 work(); 150 fclose(stdin); 151 return 0; 152 }
[NOIP2016] 天天愛跑步