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  • [CSPS模拟测试]:C(倍增+数学) HEOI

    题目传送门(内部题152)


    输入格式

      第一行两个整数$N,Q$。
      接下来一行$N$个整数,第$i$个为$a_i$。
      接下来的$N-1$行,每行两个整数$u,v$。表示$u,v$之间有一条边。
      接下来的$Q$行,每行两个整数$u,v$。表示一组询问。


    输出格式

      对于每个询问,输出一行一个整数表示答案。


    样例

    样例输入:

    5 2
    4 3 2 5 3
    1 2
    1 3
    3 4
    3 5
    2 5
    3 4

    样例输出:

    13
    7


    数据范围与提示

      每个测试点10$分,共$10$个测试点:

      对于所有的数据,有:$1\leqslant N,Q,0\leqslant a_i<323232323$


    题解

    题目没多难,用倍增维护父亲,每一位的前缀和,向上的答案即可。

    我的打法跟正解不太一样,被卡空间了$\downarrow$

    不过结果还是好的啦~

    说来也神奇,晚上做了个梦,突然想到了一种优化方式;早上过来没多久就$A$啦,真的是做梦都在码代码。

    时间复杂度:$\Theta(n\log n)$.。

    期望得分:$100$分。

    实际得分:$100$分。


    代码时刻

    #include<bits/stdc++.h>
    #define int int_least32_t
    using namespace std;
    struct rec{int nxt,to;}e[600001];
    struct node{int x,y,lca;}q[300001];
    int head[600001],cnt;
    int N,Q;
    int a[600001];
    int depth[600001],fa[600001][21];
    pair<int,short> c[21];
    int_least64_t val[600001][21],up[600001][21],ans[300001];
    void dfs(int x)
    {
    	for(int i=head[x];i;i=e[i].nxt)
    	{
    		if(depth[e[i].to])continue;
    		depth[e[i].to]=depth[x]+1;
    		fa[e[i].to][0]=x;
    		up[e[i].to][0]=a[e[i].to];
    		for(short j=1;j<21;j++)fa[e[i].to][j]=fa[fa[e[i].to][j-1]][j-1];
    		for(short j=0;j<21;j++)val[e[i].to][j]=val[x][j]+((a[e[i].to]&(1<<j))>0);
    		for(short j=1;j<21;j++)up[e[i].to][j]=up[e[i].to][j-1]+up[fa[e[i].to][j-1]][j-1]+1LL*(1<<(j-1))*((1<<(j-1))-val[fa[e[i].to][j-1]][j-1]+val[fa[e[i].to][j]][j-1]);
    		dfs(e[i].to);
    	}
    }
    void dfs(int x,int fat)
    {
    	for(int i=head[x];i;i=e[i].nxt)
    	{
    		if(e[i].to==fat)continue;
    		up[e[i].to][0]=a[e[i].to];
    		for(short j=1;j<21;j++)up[e[i].to][j]=up[e[i].to][j-1]+up[fa[e[i].to][j-1]][j-1]+1LL*(1<<(j-1))*((1<<(j-1))-val[e[i].to][j-1]+val[fa[e[i].to][j-1]][j-1]);
    		dfs(e[i].to,x);
    	}
    }
    int get(int x,int dep){for(short i=0;i<21;i++)if(dep&(1<<i))x=fa[x][i];return x;}
    int LCA(int x,int y)
    {
    	if(depth[x]>depth[y])swap(x,y);
    	for(short i=20;i>=0;i--)
    		if(depth[fa[y][i]]>=depth[x])y=fa[y][i];
    	if(x==y)return x;
    	for(short i=20;i>=0;i--)
    		if(fa[x][i]!=fa[y][i])
    		{x=fa[x][i];y=fa[y][i];}
    	return fa[x][0];
    }
    long long ask1(int x,int y)
    {
    	if(x==y)return 0;
    	long long res=0;
    	for(short i=19;i>=0;i--)
    		if(depth[fa[x][i]]>=depth[y])
    		{
    			res+=up[x][i];
    			x=fa[x][i];
    			res+=(depth[x]-depth[y]-(val[x][i]-val[y][i]))*(1<<i);
    		}
    	return res;
    }
    long long ask2(int x,int y)
    {
    	if(x==y)return a[x];
    	if(depth[x]>depth[y])return 0;
    	short top=0;
    	long long res=0;
    	int now=y;
    	for(short i=0;i<21;i++)
    		if((depth[y]-depth[x]+1)&(1<<i))
    		{
    			c[++top]=make_pair(now,i);
    			now=fa[now][i];
    		}
    	for(short i=top;i;i--)
    	{
    		res+=up[c[i].first][c[i].second];
    		if(c[i].second)
    			res+=1LL*(1<<(c[i].second))*(depth[y]-depth[c[i].first]-(val[y][c[i].second]-val[c[i].first][c[i].second]));
    	}
    	return res;
    }
    int main()
    {
    	scanf("%d%d",&N,&Q);
    	for(int i=1;i<=N;i++)scanf("%d",&a[i]);
    	for(int i=1;i<N;i++)
    	{
    		int x,y;
    		scanf("%d%d",&x,&y);
    		e[++cnt]=(rec){head[x],y};head[x]=cnt;
    		e[++cnt]=(rec){head[y],x};head[y]=cnt;
    	}
    	depth[N<<1]=1;
    	for(int x=N<<1;x>N+1;x--)
    	{
    		depth[x-1]=depth[x]+1;
    		fa[x-1][0]=x;
    		for(short j=1;j<21;j++)fa[x-1][j]=fa[fa[x-1][j-1]][j-1];
    	}
    	depth[1]=depth[N+1]+1;
    	fa[1][0]=N+1;
    	up[1][0]=a[1];
    	for(short j=1;j<21;j++)fa[1][j]=fa[fa[1][j-1]][j-1];
    	for(short j=0;j<21;j++)val[1][j]=val[N+1][j]+((a[1]&(1<<j))>0);
    	for(short j=1;j<21;j++)up[1][j]=up[1][j-1]+up[fa[1][j-1]][j-1]+1LL*(1<<(j-1))*((1<<(j-1))-val[fa[1][j-1]][j-1]+val[fa[1][j]][j-1]);
    	dfs(1);
    	for(int i=1;i<=Q;i++)
    	{
    		scanf("%d%d",&q[i].x,&q[i].y);
    		q[i].lca=LCA(q[i].x,q[i].y);
    		ans[i]=ask1(q[i].x,q[i].lca);
    	}
    	up[1][0]=a[1];
    	for(short j=1;j<21;j++)up[1][j]=up[1][j-1]+up[fa[1][j-1]][j-1]+1LL*(1<<(j-1))*((1<<(j-1))-val[1][j-1]+val[fa[1][j-1]][j-1]);
    	dfs(1,0);
    	for(int i=1;i<=Q;i++)
    	{
    		int res=get(q[i].lca,depth[q[i].x]-depth[q[i].lca]);
    		printf("%lld\n",ans[i]+ask2(res,q[i].y)-ask2(res,fa[q[i].lca][0]));
    	}
    	return 0;
    }
    

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