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  • [NOI2018]归程(可持久化并查集,Kruskal重构树)

    解法一:

      1.首先想到离线做法:将边和询问从大到小排序,并查集维护连通块以及每个连通块中所有点到1号点的最短距离。$O(nlog n)$

      配合暴力等可以拿到75分。

      2.很容易想到在线做法,使用可持久化并查集,询问时二分即可。

      不能使用路径压缩,应该按秩合并,注意秩是树的深度而不是大小。$O((E+Q)log^2 N)$

      由于常数过大,基本过不去。

      3.考虑优化算法二,发现访问历史版本并不需要修改而只需要询问,所以一开始只使用普通的并查集,用可持久化数组记录并查集的修改情况。

      $O((N+E)log N+Qlog^2 N)$,卡时通过。

      4.算法三的复杂度已经难以优化,考虑优化常数。不需要可持久化数据结构,直接对并查集的每个点用vector存下修改情况,询问时二分即可。

      $O(nlog^2 n)$,常数很小,轻松通过。

    解法二:

      考虑Kruskal重构树,对海拔跑一次Kruskal同时对每条边新建一个节点,权值为边的海拔,并对每个点存下重构树的子树中到1号点的最小值。

      问题实际上是求一个点能通过走海拔不低于某个值的边到达的点中离1好号点最近的距离,也就是重构树上点权大于某个值的节点的子树中到1号点的最小值。倍增查询即可。

     1 #include<cstdio>
     2 #include<queue>
     3 #include<cstring>
     4 #include<algorithm>
     5 #define rep(i,l,r) for (int i=(l); i<=(r); i++)
     6 using namespace std;
     7 
     8 const int N=1000010,inf=2000000000;
     9 bool b[N];
    10 int n,m,T,q,K,S,v,p,cnt,Ans,mn[N],fa[N],ans[N],to[N],nxt[N],dis[N],val[N],h[N];
    11 struct E{ int u,v,l,a; }e[N];
    12 struct Que{ int v,p,id; }que[N];
    13 struct P{ int x,d; };
    14 bool operator <(const P &a,const P &b){ return a.d>b.d; }
    15 priority_queue<P>Q;
    16 
    17 void add(int u,int v,int w){ to[++cnt]=v; val[cnt]=w; nxt[cnt]=h[u]; h[u]=cnt; }
    18 int get(int x){ return (fa[x]==x) ? x : fa[x]=get(fa[x]); }
    19 
    20 bool cmp(E a,E b){ return a.a>b.a; }
    21 bool cmp1(Que a,Que b){ return a.p>b.p; }
    22 
    23 void Dij(){
    24     rep(i,1,n) dis[i]=inf,b[i]=0; dis[1]=0;
    25     Q.push((P){1,0});
    26     while (!Q.empty()){
    27         int x=Q.top().x; Q.pop();
    28         if (b[x]) continue;
    29         b[x]=1;
    30         for (int i=h[x],k; i; i=nxt[i])
    31             if (!b[k=to[i]] && dis[k]>dis[x]+val[i])
    32                 Q.push((P){k,dis[k]=dis[x]+val[i]});
    33     }
    34 }
    35 
    36 int main(){
    37     freopen("return.in","r",stdin);
    38     freopen("return.out","w",stdout);
    39     for (scanf("%d",&T); T--; ){
    40         scanf("%d%d",&n,&m);
    41         rep(i,0,n) h[i]=0; cnt=0; Ans=0;
    42         rep(i,1,m){
    43             scanf("%d %d %d %d",&e[i].u,&e[i].v,&e[i].l,&e[i].a);
    44             add(e[i].u,e[i].v,e[i].l); add(e[i].v,e[i].u,e[i].l);
    45         }
    46         sort(e+1,e+m+1,cmp); Dij();
    47         scanf("%d%d%d",&q,&K,&S);
    48         if (K){
    49             rep(i,1,q){
    50                 rep(i,1,n) mn[i]=dis[i],fa[i]=i;
    51                 scanf("%d%d",&v,&p);
    52                 v=(v+K*Ans-1)%n+1; p=(p+K*Ans)%(S+1); int st=1;
    53                 while (e[st].a>p && st<=m){
    54                     int u=get(e[st].u),v=get(e[st].v);
    55                     if (u!=v){ fa[u]=v; mn[v]=min(mn[v],mn[u]); }
    56                     st++;
    57                 }
    58                 printf("%d
    ",Ans=mn[get(v)]);
    59             }
    60             continue;
    61         }
    62         rep(i,1,q) scanf("%d%d",&que[i].v,&que[i].p),que[i].id=i;
    63         sort(que+1,que+q+1,cmp1); int st=1;
    64         rep(i,1,n) mn[i]=dis[i],fa[i]=i;
    65         rep(i,1,q){
    66             while (e[st].a>que[i].p && st<=m){
    67                 int u=get(e[st].u),v=get(e[st].v);
    68                 if (u!=v){ fa[u]=v; mn[v]=min(mn[v],mn[u]); }
    69                 st++;
    70             }
    71             ans[que[i].id]=mn[get(que[i].v)];
    72         }
    73         rep(i,1,q) printf("%d
    ",ans[i]);
    74     }
    75     return 0;
    76 }
    75分
     1 #include<queue>
     2 #include<cstdio>
     3 #include<vector>
     4 #include<algorithm>
     5 #define pb push_back
     6 #define rep(i,l,r) for (int i=(l); i<=(r); i++)
     7 using namespace std;
     8 
     9 const int N=400010,inf=2000000000;
    10 bool b[N];
    11 int n,m,q,k,s,T,ans,cnt,dis[N],fa[N],mn[N],h[N],dep[N],to[N<<1],val[N<<1],nxt[N<<1];
    12 struct E{ int u,v,l,a; }e[N];
    13 struct S{ int p,v; };
    14 struct P{ int x,d; };
    15 bool operator <(const E &a,const E &b){ return a.a>b.a; }
    16 bool operator <(const P &a,const P &b){ return a.d>b.d; }
    17 bool operator <(const S &a,const S &b){ return a.p>b.p; }
    18 vector<S>Fa[N],Mn[N];
    19 priority_queue<P>Q;
    20 
    21 void add(int u,int v,int w){ to[++cnt]=v; val[cnt]=w; nxt[cnt]=h[u]; h[u]=cnt; }
    22 int find(int x){ return (x==fa[x]) ? x : find(fa[x]); }
    23 
    24 void Dij(){
    25     rep(i,1,n) dis[i]=inf,b[i]=0; dis[1]=0; Q.push((P){1,0});
    26     while (!Q.empty()){
    27         int x=Q.top().x; Q.pop();
    28         if (b[x]) continue;
    29         b[x]=1;
    30         for (int i=h[x],k; i; i=nxt[i])
    31             if (!b[k=to[i]] && dis[k]>dis[x]+val[i])
    32                 Q.push((P){k,dis[k]=dis[x]+val[i]});
    33     }
    34 }
    35 
    36 void init(){
    37     cnt=0; while (!Q.empty()) Q.pop();
    38     rep(i,1,n) h[i]=0,Fa[i].clear(),Mn[i].clear();
    39 }
    40 
    41 void work(){
    42     scanf("%d%d",&n,&m);
    43     rep(i,1,m){
    44         scanf("%d%d%d%d",&e[i].u,&e[i].v,&e[i].l,&e[i].a);
    45         add(e[i].u,e[i].v,e[i].l); add(e[i].v,e[i].u,e[i].l);
    46     }
    47     Dij(); sort(e+1,e+m+1);
    48     rep(i,1,n) Fa[i].pb((S){inf,fa[i]=i}),Mn[i].pb((S){inf,mn[i]=dis[i]}),dep[i]=1;
    49     rep(i,1,m){
    50         int p=e[i].a,u=find(e[i].u),v=find(e[i].v);
    51         if (u==v) continue;
    52         if (dep[u]>dep[v]) swap(u,v);
    53         fa[u]=v; dep[v]=max(dep[u]+1,dep[v]); mn[v]=min(mn[v],mn[u]);
    54         Fa[u].pb((S){p,fa[u]}); Mn[v].pb((S){p,mn[v]});
    55     }
    56     scanf("%d%d%d",&q,&k,&s); ans=0;
    57     rep(i,1,q){
    58         int v,p; scanf("%d%d",&v,&p); v=(v+k*ans-1)%n+1; p=(p+k*ans)%(s+1);
    59         for (int f; v!=(f=(--lower_bound(Fa[v].begin(),Fa[v].end(),(S){p,0}))->v); v=f);
    60         printf("%d
    ",ans=(--lower_bound(Mn[v].begin(),Mn[v].end(),(S){p,0}))->v);
    61     }
    62 }
    63 
    64 int main(){
    65     freopen("return.in","r",stdin);
    66     freopen("return.out","w",stdout);
    67     for (scanf("%d",&T); T--; ) init(),work();
    68     return 0;
    69 }
    解法一
     1 #include<queue>
     2 #include<cstdio>
     3 #include<cstring>
     4 #include<algorithm>
     5 #define rep(i,l,r) for (int i=(l); i<=(r); i++)
     6 using namespace std;
     7 
     8 const int N=400010,inf=2000000000;
     9 bool b[N];
    10 int n,m,q,K,v,p,S,T,ans,tot,cnt,dis[N],fa[N],s[N],mn[N],h[N],Fa[N][21],to[N<<1],val[N<<1],nxt[N<<1];
    11 struct E{ int u,v,l,a; }e[N];
    12 struct P{ int x,d; };
    13 bool operator <(const P &a,const P &b){ return a.d>b.d; }
    14 bool operator <(const E &a,const E &b){ return a.a>b.a; }
    15 priority_queue<P>Q;
    16 
    17 void add(int u,int v,int w){ to[++cnt]=v; val[cnt]=w; nxt[cnt]=h[u]; h[u]=cnt; }
    18 int find(int x){ return (x==fa[x]) ? x : fa[x]=find(fa[x]); }
    19 
    20 void Dij(){
    21     rep(i,1,n) dis[i]=inf,b[i]=0; dis[1]=0; Q.push((P){1,0});
    22     while (!Q.empty()){
    23         int x=Q.top().x; Q.pop();
    24         if (b[x]) continue;
    25         b[x]=1;
    26         for (int i=h[x],k; i; i=nxt[i])
    27             if (!b[k=to[i]] && dis[k]>dis[x]+val[i])
    28                 Q.push((P){k,dis[k]=dis[x]+val[i]});
    29     }
    30 }
    31 
    32 void dfs(int x){
    33     if (x>n) mn[x]=inf; else mn[x]=dis[x];
    34     for (int i=h[x],k; i; i=nxt[i])
    35         Fa[k=to[i]][0]=x,dfs(k),mn[x]=min(mn[x],mn[k]);
    36 }
    37 
    38 void Kruskal(){
    39     rep(i,1,n) h[i]=0; cnt=0; tot=n;
    40     rep(i,1,n) fa[i]=i;
    41     rep(i,1,m){
    42         int u=find(e[i].u),v=find(e[i].v);
    43         if (u==v) continue;
    44         s[++tot]=e[i].a; fa[u]=fa[v]=fa[tot]=tot;
    45         add(tot,u,0); add(tot,v,0);
    46     }
    47     dfs(tot);
    48 }
    49 
    50 void work(){
    51     scanf("%d%d",&n,&m);
    52     rep(i,1,m){
    53         scanf("%d%d%d%d",&e[i].u,&e[i].v,&e[i].l,&e[i].a);
    54         add(e[i].u,e[i].v,e[i].l); add(e[i].v,e[i].u,e[i].l);
    55     }
    56     Dij(); sort(e+1,e+m+1); Kruskal();
    57     rep(i,1,20) rep(x,1,tot) Fa[x][i]=Fa[Fa[x][i-1]][i-1];
    58     scanf("%d%d%d",&q,&K,&S); ans=0;
    59     while (q--){
    60         scanf("%d%d",&v,&p);
    61         v=(v+K*ans-1)%n+1; p=(p+K*ans)%(S+1);
    62         for (int i=20; ~i; i--) if (Fa[v][i] && s[Fa[v][i]]>p) v=Fa[v][i];
    63         printf("%d
    ",ans=mn[v]);
    64     }
    65 }
    66 
    67 void init(){ cnt=0; memset(Fa,0,sizeof(Fa)); memset(h,0,sizeof(h)); }
    68 
    69 int main(){
    70     freopen("return.in","r",stdin);
    71     freopen("return.out","w",stdout);
    72     for (scanf("%d",&T); T--; ) init(),work();
    73     return 0;
    74 }
    解法二
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