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  • 【bzoj4712】洪水 树链剖分+线段树维护树形动态dp

    题目描述

    给出一棵树,点有点权。多次增加某个点的点权,并在某一棵子树中询问:选出若干个节点,使得每个叶子节点到根节点的路径上至少有一个节点被选择,求选出的点的点权和的最小值。

    输入

    输入文件第一行包含一个数n,表示树的大小。

    接下来一行包含n个数,表示第i个点的权值。
    接下来n-1行每行包含两个数fr,to。表示书中有一条边(fr,to)。
    接下来一行一个整数,表示操作的个数。
    接下来m行每行表示一个操作,若该行第一个数为Q,则表示询问操作,后面跟一个参数x,表示对应子树的根;若
    为C,则表示修改操作,后面接两个参数x,to,表示将点x的权值加上to。
    n<=200000,保证任意to都为非负数

    输出

    对于每次询问操作,输出对应的答案,答案之间用换行隔开。

    样例输入

    4
    4 3 2 1
    1 2
    1 3
    4 2
    4
    Q 1
    Q 2
    C 4 10
    Q 1

    样例输出

    3
    1
    4


    题解

    树链剖分+线段树维护树形动态dp

    关于动态dp可以参考陈俊锟的PPT。

    如果dp是静态的,设 $f[i]$ 表示以 $i$ 为根的子树满足条件的最小代价,那么有:$f[i]= ext{min}(v[i],sumlimits_{i o j}f[j])$ 。

    当这个dp在序列上进行时,我们比较容易使用线段树维护序列动态dp。

    当这个dp在树上进行时,考虑将这棵树轻重链剖分,转化为序列问题。

    设 $y$ 为 $x$ 的重儿子,所有 $x$ 的轻儿子的 $f$ 值之和为 $g[x]$ ,那么有:$f[x]= ext{min}(v[x],f[y]+g[x])$ 。

    这个形式类似于最小连续子段和中的最小前缀和。使用线段树维护最小前缀和(在重链这一段区间的某位置选出一个点使得总代价 $前面的g+当前的v$ 最小)及总和(这段区间都不选,所有的 $g$ 之和)。线段树的叶子节点有:最小前缀和为 $v$ ,总和为 $g$ 。

    当修改时,首先影响到的时修改节点所在的重链,我们把对应节点的 $v$ 修改;然后会影响链顶的 $f$ 值,影响轻链的转移,再不断把链顶的父亲节点的 $g$ 修改。

    当查询时,直接查询所求点所在重链上,该点到链底在线段树上的最小前缀和即为答案。

    时间复杂度:修改时为 $O(log^2n)$ ,查询时为 $O(log n)$ 。

    #include <cstdio>
    #include <cstring>
    #include <algorithm>
    #define N 200010
    #define lson l , mid , x << 1
    #define rson mid + 1 , r , x << 1 | 1
    using namespace std;
    typedef long long ll;
    struct data
    {
    	ll sum , ls;
    	data() {}
    	data(ll g , ll v) {sum = g , ls = v;}
    	inline data operator+(const data &a)const
    	{
    		return data(sum + a.sum , min(sum + a.ls , ls));
    	}
    }a[N << 2] , w[N];
    int head[N] , to[N << 1] , next[N << 1] , cnt , fa[N] , si[N] , bl[N] , end[N] , pos[N] , tot , n;
    ll v[N] , f[N] , g[N];
    char str[5];
    inline void add(int x , int y)
    {
    	to[++cnt] = y , next[cnt] = head[x] , head[x] = cnt;
    }
    void dfs1(int x)
    {
    	int i;
    	si[x] = 1;
    	for(i = head[x] ; i ; i = next[i])
    		if(to[i] != fa[x])
    			fa[to[i]] = x , dfs1(to[i]) , si[x] += si[to[i]];
    }
    void dfs2(int x , int c)
    {
    	int i , k = 0;
    	bl[x] = c , pos[x] = ++tot , end[x] = x , f[x] = v[x];
    	for(i = head[x] ; i ; i = next[i])
    		if(to[i] != fa[x] && si[to[i]] > si[k])
    			k = to[i];
    	if(k)
    	{
    		dfs2(k , c) , end[x] = end[k];
    		for(i = head[x] ; i ; i = next[i])
    			if(to[i] != fa[x] && to[i] != k)
    				dfs2(to[i] , to[i]) , g[x] += f[to[i]];
    		f[x] = min(f[x] , f[k] + g[x]);
    	}
    	w[pos[x]] = data(g[x] , v[x]);
    }
    inline void pushup(int x)
    {
    	a[x] = a[x << 1] + a[x << 1 | 1];
    }
    void build(int l , int r , int x)
    {
    	if(l == r)
    	{
    		a[x] = w[l];
    		return;
    	}
    	int mid = (l + r) >> 1;
    	build(lson) , build(rson);
    	pushup(x);
    }
    void updatev(int p , ll v , int l , int r , int x)
    {
    	if(l == r)
    	{
    		a[x].ls += v;
    		return;
    	}
    	int mid = (l + r) >> 1;
    	if(p <= mid) updatev(p , v , lson);
    	else updatev(p , v , rson);
    	pushup(x);
    }
    void updateg(int p , ll g , int l , int r , int x)
    {
    	if(l == r)
    	{
    		a[x].sum += g;
    		return;
    	}
    	int mid = (l + r) >> 1;
    	if(p <= mid) updateg(p , g , lson);
    	else updateg(p , g , rson);
    	pushup(x);
    }
    data query(int b , int e , int l , int r , int x)
    {
    	if(b <= l && r <= e) return a[x];
    	int mid = (l + r) >> 1;
    	if(e <= mid) return query(b , e , lson);
    	else if(b > mid) return query(b , e , rson);
    	else return query(b , e , lson) + query(b , e , rson);
    }
    inline void modify(int x , ll v)
    {
    	int y = x;
    	ll t;
    	while(x)
    	{
    		t = query(pos[bl[x]] , pos[end[x]] , 1 , n , 1).ls;
    		if(x == y) updatev(pos[x] , v , 1 , n , 1);
    		else updateg(pos[x] , v , 1 , n , 1);
    		v = query(pos[bl[x]] , pos[end[x]] , 1 , n , 1).ls - t , x = fa[bl[x]];
    	}
    }
    int main()
    {
    	int m , i , x , y;
    	ll z;
    	scanf("%d" , &n);
    	for(i = 1 ; i <= n ; i ++ ) scanf("%lld" , &v[i]);
    	for(i = 1 ; i < n ; i ++ ) scanf("%d%d" , &x , &y) , add(x , y) , add(y , x);
    	dfs1(1) , dfs2(1 , 1);
    	build(1 , n , 1);
    	scanf("%d" , &m);
    	while(m -- )
    	{
    		scanf("%s%d" , str , &x);
    		if(str[0] == 'C') scanf("%lld" , &z) , modify(x , z);
    		else printf("%lld
    " , query(pos[x] , pos[end[x]] , 1 , n , 1).ls);
    	}
    	return 0;
    }
    

     

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/GXZlegend/p/8710445.html
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