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洛谷-P2014 選課(樹形DP)

題意

n 門功課形成一棵樹,每門課有一個學分,選 m 門,選擇一門課的前提是選擇它的父親,求最大學分。

1 n , m 300

思路

這是一個樹上的依賴揹包問題。首先考慮暴力,設 d

p i , j i 這棵子樹,選 j 門課時的最大學分,那將每棵子樹當一個泛化物品,那麼對於一個子樹 k ,有如下方程:
d p i , j = max { d p k , l + d p i , j l }
複雜度不難發現是 O ( n m 2 ) 的。
其實樹上依賴揹包問題有一個優化,我們從一般的揹包開始分析:
對於 n 個物品,總錢數為 m 。第 i 個物品費用為 c i ,價值為 v i 。設 d p i , j 表示第 i 個物品到第 n 個物品,花費為 j 的最大收入,複雜度 O ( n m ) 。在樹上,是否也可以套用這個思路呢?
我們也用 d p i , j 表示 [ i , n ] 號節點,費用為 j 時的最大價值。對於一個節點 i ,選 j 門課,討論的問題莫過於是 i 節點選與不選,如果選,就轉化成了它子樹中的問題,如果不選,就轉化成了從遍歷完子樹後第一個到的點開始的問題。直覺告訴我們,應該處理一個 d f s 序(前序遍歷的順序),並處理每棵子樹的大小(以“跳”出子樹)。我們用 o r i i 表示 d f s 序為 i 的節點的原編號,有如下方程:
d p i , j = max { d p i + 1 , j 1 + v o r i i , d p i + s z o r i i , j }
其中 d p 的節點編號是 d f s 序的編號。

程式碼

#include<iostream>
#include<cmath>
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#define FOR(i,x,y) for(int i=(x);i<=(y);i++)
#define DOR(i,x,y) for(int i=(x);i>=(y);i--)
#define N 303
typedef long long LL;
using namespace std;
template<const int maxn,const int maxm>struct Linked_list
{
    int head[maxn],to[maxm],nxt[maxm],tot;
    void clear(){memset(head,-1,sizeof(head));tot=0;}
    void add(int u,int v){to[++tot]=v,nxt[tot]=head[u],head[u]=tot;}
    #define EOR(i,G,u) for(int i=G.head[u];~i;i=G.nxt[i])
};
Linked_list<N,N>G;
int dp[N][N],dfn[N],ori[N],sz[N],ord;
int n,m,p[N];

void dfs(int u)
{
    dfn[u]=++ord,ori[ord]=u,sz[u]=1;
    EOR(i,G,u)
    {
        int v=G.to[i];
        dfs(v);
        sz[u]+=sz[v];
    }
}

int main()
{
    while(~scanf("%d%d",&n,&m))
    {
        G.clear();
        memset(dp,0,sizeof(dp));
        FOR(v,1,n)
        {
            int u;
            scanf("%d%d",&u,&p[v]);
            G.add(u,v);
        }
        m++;n++;ord=0;
        dfs(0);
        DOR(i,n,1)
            FOR(j,1,m)
                dp[i][j]=max(dp[i+1][j-1]+p[ori[i]],dp[i+sz[ori[i]]][j]);
        printf("%d\n",dp[1][m]);
    }
    return 0;
}