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  • 生成树

    瓶颈生成树

    定义

    无向图 (G) 的瓶颈生成树是这样的一个生成树,它的最大的边权值在 (G) 的所有生成树中最小

    性质:

    最小生成树是瓶颈生成树的充分不必要条件

    最小瓶颈路

    定义

    无向图 (G)(x)(y) 的最小瓶颈路是这样的一类简单路径,满足这条路径上的最大的边权在所有 (x)(y) 的简单路径中是最小的。

    性质

    根据最小生成树定义,x 到 y 的最小瓶颈路上的最大边权等于最小生成树上 x 到 y 路径上的最大边权。虽然最小生成树不唯一,但是每种最小生成树 x 到 y 路径的最大边权相同且为最小值。也就是说,每种最小生成树上的 x 到 y 的路径均为最小瓶颈路。

    应用

    由于最小瓶颈路不唯一,一般情况下会询问最小瓶颈路上的最大边权。

    也就是说,我们需要求最小生成树链上的 max。

    Kruskal 重构树

    定义

    按照 (Kruskal) 的构造方法,从小到大加入若干条边

    首先新建 (n) 个集合,每个集合恰有一个节点,点权为 (0)

    每一次加边会合并两个集合,我们可以新建一个点,点权为加入边的边权,同时将两个集合的根节点分别设为新建点的左儿子和右儿子。然后我们将两个集合和新建点合并成一个集合。将新建点设为根。

    不难发现,在进行 (n - 1) 轮之后我们得到了一棵恰有 (n) 个叶子的二叉树,同时每个非叶子节点恰好有两个儿子。这棵树就叫 (Kruskal) 重构树。

    这个图的重构树为

    性质:

    最小生成树上两个点之间的简单路径上边权最大值 (= Kruskal) 重构树上两点之间的 (LCA) 的权值。

    也就是说,到点 (x) 的简单路径上边权最大值 (leq val) 的所有点 (y) 均在 (Kruskal) 重构树上的某一棵子树内,且恰好为该子树的所有叶子节点。

    (Kruskal) 重构树上找到 (x) 到根的路径上权值 (leq val) 的最浅的节点。显然这就是所有满足条件的节点所在的子树的根节点。

    [NOI 2018 归程]

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