dsu on tree 樹上啟發式合並 學習筆記
阿新 • • 發佈:2018-12-09
for 時間 奇數 優化 遞歸 復雜度 數組 當前 編號 數組和答案,最後清空數組。
這樣的復雜度是\(O(n^2)\)的,顯然過不去。仔細想一下上面暴力的過程,我們會發現其實在清除的時候,最後一棵子樹是沒必要清的,我們可以把它對\(cnt\)數組的貢獻一直傳上去。於是我們想到了如果人為地使重兒子是最後一棵子樹的話,豈不美哉。於是我們在\(dfs\)時最後訪問重兒子就行了,然後復雜度就被優化到\(O(nlogn)\)了。
綜上所述,代碼大概會長成下面這樣(Show me the code):
近幾天跟著dreagonm大佬學習了\(dsu\ on\ tree\),來總結一下:
\(dsu\ on\ tree\),也就是樹上啟發式合並,是用來處理一類離線的樹上詢問問題(比如子樹內的顏色種數)的不二法寶。它不僅好想好寫,還有著\(O(nlogn)\)的優秀時間復雜度(劃重點)。
結合一道例題來講吧:
CF600E Lomsat gelral
題目大意:
一棵樹有\(n(n\leqslant 10^5)\)個結點,每個結點都是一種顏色,每個顏色有一個編號,求樹中每個子樹的最多的顏色編號的和,對於每個結點都輸出答案。
首先我們考慮暴力怎麽做:首先\(dfs\)每一個結點,用一個\(cnt\)數組,記錄在當前子樹中各個顏色出現的次數,遍歷子樹並更新\(cnt\)
這樣的復雜度是\(O(n^2)\)的,顯然過不去。仔細想一下上面暴力的過程,我們會發現其實在清除的時候,最後一棵子樹是沒必要清的,我們可以把它對\(cnt\)數組的貢獻一直傳上去。於是我們想到了如果人為地使重兒子是最後一棵子樹的話,豈不美哉。於是我們在\(dfs\)時最後訪問重兒子就行了,然後復雜度就被優化到\(O(nlogn)\)了。
綜上所述,代碼大概會長成下面這樣(Show me the code):
void calc(int u, int fa, int k) //k的取值為1和-1,分別對應累加和清除 { cnt[color[u]] += k; //把當前結點的顏色累加到cnt中 if(k > 0 && cnt[color[u]] >= maxcnt) //更新答案 { if(cnt[color[u]] > maxcnt) sum = 0, maxcnt = cnt[color[u]]; sum += color[u]; } for(int i = 0, v; i < G[u].size(); ++i) { v = G[u][i]; if(v == fa || vis[v]) continue; //vis標記表明v已經計算過了 calc(v, u, k); //遞歸計算子節點 } } void dfs2(int u, int fa, int keep) //keep為一表明當前結點在重兒子的子樹中,需要保留答案 { for(int i = 0, v; i < G[u].size(); ++i) { v = G[u][i]; if(v == fa || v == hson[u]) continue; //先訪問輕兒子 dfs2(v, u, 0); } if(hson[u]) dfs2(hson[u], u, 1), vis[hson[u]] = 1; //再訪問重兒子,一定要打上vis標記 calc(u, fa, 1); //累加答案 ans[u] = sum; if(hson[u]) vis[hson[u]] = 0; //一定要清除標記 if(!keep) calc(u, fa, -1), sum = maxcnt = 0; //清除答案 }
是不是很簡單,再來看一道題:
CF570D Tree Requests
題目大意:
給定一個以\(1\)為根的\(n\)個節點的樹,每個點上有一個字母(\(a-z\)),每個點的深度定義為該節點到\(1\)號節點路徑上的點數.每次詢問\(a,b\)查詢以\(a\)為根的子樹內深度為\(b\)的節點上的字母重新排列之後是否能構成回文串。
很明顯是個樹上啟發式合並。顯然,只要深度為\(b\)結點的所有顏色中,至多有一種的數量為奇數就可以構成回文串了。
直接上代碼吧:
#include <bits/stdc++.h> using namespace std; #define N 500000 #define pb push_back #define pii pair<int, int> #define mp make_pair #define are = #define son G[u][i] int idx(char c) { return c-'a'; } int n, m, w[N+5], cnt[N+5][26], sz[N+5], vis[N+5], d[N+5], hson[N+5], ans[N+5]; vector<int> G[N+5]; vector<pii> Q[N+5]; void dfs1(int u) { sz[u] = 1; for(int i = 0, you; i < G[u].size(); ++i) { you are son; d[you] = d[u]+1; dfs1(you); sz[u] += sz[you]; if(sz[you] > sz[hson[u]]) hson[u] = you; } } void calc(int u, int k) { cnt[d[u]][w[u]] += k; for(int i = 0, you; i < G[u].size(); ++i) { you are son; if(vis[you]) continue; calc(you, k); } } void dfs2(int u, int keep) { for(int i = 0, v; i < G[u].size(); ++i) { v = G[u][i]; if(v == hson[u]) continue; dfs2(v, 0); } if(hson[u]) dfs2(hson[u], 1), vis[hson[u]] = 1; calc(u, 1); for(int i = 0, id, d, t; i < Q[u].size(); ++i) { id = Q[u][i].first, d = Q[u][i].second, t = 0; for(int j = 0; j < 26; ++j) if(cnt[d][j]&1) t++; ans[id] = t > 1 ? 0 : 1; } if(hson[u]) vis[hson[u]] = 0; if(!keep) calc(u, -1); } int main() { scanf("%d%d", &n, &m); for(int i = 2, fff; i <= n; ++i) scanf("%d", &fff), G[fff].pb(i); char ccc; for(int i = 1; i <= n; ++i) cin >> ccc, w[i] = idx(ccc); d[1] = 1; dfs1(1); for(int i = 1, x, y; i <= m; ++i) scanf("%d%d", &x, &y), Q[x].pb(mp(i, y)); dfs2(1, 0); for(int i = 1; i <= m; ++i) { if(ans[i]) printf("Yes\n"); else printf("No\n"); } return 0; }
dsu on tree 樹上啟發式合並 學習筆記