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  • NOIp2018 D2T3 defense——树上倍增

    题目:https://www.luogu.org/problemnew/show/P5024

    考场上只会写n,m<=2000的暴力,还想了想A1和A2的情况,不过好像只得了A1的分。然后仔细一看,原来是把dp2[ ][ ]写成dp[ ][ ]了。改一下,就能得到A1和A2的分。

    #include<iostream>
    #include<cstdio>
    #include<cstring>
    #include<algorithm>
    #define ll long long
    using namespace std;
    const int N=1e5+5;
    const ll INF=1e10+5;
    int n,m,p[N],hd[N],xnt,to[N<<1],nxt[N<<1];
    int q0,q1,f0,f1;
    ll dp[N][3],dp2[N][3];
    char ch[5];
    int rdn()
    {
      int ret=0;bool fx=1;char ch=getchar();
      while(ch>'9'||ch<'0'){if(ch=='-')fx=0;ch=getchar();}
      while(ch>='0'&&ch<='9') ret=(ret<<3)+(ret<<1)+ch-'0',ch=getchar();
      return fx?ret:-ret;
    }
    void add(int x,int y)
    {
      to[++xnt]=y; nxt[xnt]=hd[x]; hd[x]=xnt;
    }
    ll Mn(ll a,ll b){return a<b?a:b;}
    ll Mx(ll a,ll b){return a>b?a:b;}
    void dfs(int cr,int fa)
    {
      dp[cr][0]=0; dp[cr][1]=p[cr];
      for(int i=hd[cr],v;i;i=nxt[i])
        if((v=to[i])!=fa)
          {
        dfs(v,cr);
        dp[cr][0]+=dp[v][1];
        dp[cr][1]+=Mn(dp[v][0],dp[v][1]);
          }
      if(cr==q0)dp[cr][!f0]=INF;
      if(cr==q1)dp[cr][!f1]=INF;
    }
    bool chk()
    {
      bool flag=0;
      for(int i=hd[q0];i;i=nxt[i])
        if(to[i]==q1){flag=1;break;}
      if(flag&&!f0&&!f1)
        {
          puts("-1");return true;
        }
      return false;
    }
    void solve1()
    {
      for(int i=1;i<=m;i++)
        {
          q0=rdn();f0=rdn();q1=rdn();f1=rdn();
          if(chk())continue;
          dfs(1,0);
          printf("%lld
    ",Mn(dp[1][0],dp[1][1]));
        }
    }
    void solve2()
    {
      dp[1][1]=p[1]; dp[1][0]=INF;
      for(int i=2;i<=n;i++)
        {
          dp[i][1]=Mn(dp[i-1][0],dp[i-1][1])+p[i];
          dp[i][0]=dp[i-1][1];
        }
      dp2[n][1]=p[n]; dp2[n][0]=0;
      for(int i=n-1;i;i--)
        {
          dp2[i][1]=Mn(dp2[i+1][0],dp2[i+1][1])+p[i];
          dp2[i][0]=dp2[i+1][1];
        }
      for(int i=1;i<=m;i++)
        {
          q0=rdn();f0=rdn();q1=rdn();f1=rdn();
          if(chk())continue;
          printf("%lld
    ",dp[q1][f1]+dp2[q1][f1]-(f1?p[q1]:0));
        }
    }
    void solve3()
    {
      dp[1][1]=p[1]; dp[1][0]=0;
      for(int i=2;i<=n;i++)
        {
          dp[i][1]=Mn(dp[i-1][0],dp[i-1][1])+p[i];
          dp[i][0]=dp[i-1][1];
        }
      dp2[n][1]=p[n]; dp2[n][0]=0;
      for(int i=n-1;i;i--)
        {
          dp[i][1]=Mn(dp[i+1][0],dp[i+1][1])+p[i];
          dp[i][0]=dp[i+1][1];
        }
      for(int i=1;i<=m;i++)
        {
          q0=rdn();f0=rdn();q1=rdn();f1=rdn();
          if(chk())continue;
          if(q0>q1)swap(q0,q1),swap(f0,f1);
          printf("%lld
    ",dp[q0][f0]+dp2[q1][f1]);
        }
    }
    int main()
    {
      freopen("defense.in","r",stdin);
      freopen("defense.out","w",stdout);
      n=rdn();m=rdn();scanf("%s",ch+1);
      for(int i=1;i<=n;i++)p[i]=rdn();
      for(int i=1,u,v;i<n;i++)
        {
          u=rdn(); v=rdn(); add(u,v); add(v,u);
        }
      if(n<=2000)solve1();
      else if(ch[1]=='A'&&ch[2]=='1')solve2();
      else if(ch[1]=='A'&&ch[2]=='2')solve3();
      else solve1();
      return 0;
    }
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    然后得知A的分好像就是一个线段树。想一想,就记录一下该区间两端的是0还是1就行了。

    正解的一种是倍增。

      先做出正常的dp[ ][ 0/1 ]数组。考虑倍增,f[ cr ][ i ][0/1][0/1]表示自己到第 i 个祖先的路上的贡献(不含自己及自己子树,含祖先,含路上的点以及它们的分叉,不含祖先上面的部分);只要把dp数组累加起来就行了;累加的时候注意把自己这一条减去,就是如果用父亲的dp[ ][1]的话,就减去自己的min(dp[ ][0],dp[ ][1]),不然就减去自己的dp[ ][1],然后把父亲的这个减去之后的东西放到f[ ][0][ ][ ]里;i 的其他值正常倍增合并就行了。

      考虑统计,两个端点就用它们的dp值就行;路上的就倍增地走,用 f 值就行;lca处需要一个以该点为根的值,减去走来的那两条,然后累加到答案里。因为在lca处的那两条一定是原树的两个子树,所以可以换一遍根记录每个点作为根的值,用的时候减去那两条的dp值即可。

      思路似乎也很简单?倍增真是好物。考虑两个点的问题时应该想一想倍增、lca之类的。然后考虑倍增数组维护什么,想一想统计答案的时候分为几种不同的部分,应该就差不多了。

    #include<iostream>
    #include<cstdio>
    #include<cstring>
    #include<algorithm>
    #define ll long long
    using namespace std;
    const int N=1e5+5,M=20; const ll INF=1e10+5;
    int n,m,p[N],pr[N][M],hd[N],xnt,to[N<<1],nxt[N<<1],lm,dep[N];
    ll dp[N][2],info[N][2],f[N][M][2][2];
    int rdn()
    {
      int ret=0;bool fx=1;char ch=getchar();
      while(ch>'9'||ch<'0'){if(ch=='-')fx=0;ch=getchar();}
      while(ch>='0'&&ch<='9') ret=(ret<<3)+(ret<<1)+ch-'0',ch=getchar();
      return fx?ret:-ret;
    }
    ll Mn(ll a,ll b){return a<b?a:b;}
    void add(int x,int y){to[++xnt]=y;nxt[xnt]=hd[x];hd[x]=xnt;}
    void dfs1(int cr,int fa)
    {
      dp[cr][1]=p[cr];  dep[cr]=dep[fa]+1;
      for(int i=hd[cr],v;i;i=nxt[i])
        if((v=to[i])!=fa)
          {
        dfs1(v,cr);
        dp[cr][1]+=Mn(dp[v][0],dp[v][1]);
        dp[cr][0]+=dp[v][1];
          }
    }
    void dfs2(int cr,int fa,ll w0,ll w1)
    {
      info[cr][0]=dp[cr][0]+w1;
      info[cr][1]=dp[cr][1]+Mn(w0,w1);
      for(int i=hd[cr],v;i;i=nxt[i])
        if((v=to[i])!=fa)
          {
        dfs2(v,cr,info[cr][0]-dp[v][1],info[cr][1]-Mn(dp[v][0],dp[v][1]));
          }
    }
    void dfsx(int cr,int fa)
    {
      for(int i=1,d;i<=lm&&pr[pr[cr][i-1]][i-1];i++)
        {
          d=pr[cr][i-1];
          pr[cr][i]=pr[d][i-1];
          for(int j=0;j<=1;j++)
        for(int k=0;k<=1;k++)
          {
            f[cr][i][j][k]=Mn(f[cr][i-1][j][0]+f[d][i-1][0][k],f[cr][i-1][j][1]+f[d][i-1][1][k]);//not dec p[d]
          }
        }
      for(int i=hd[cr],v;i;i=nxt[i])//f:without son
        if((v=to[i])!=fa)
          {
        pr[v][0]=cr;
        for(int j=0;j<=1;j++)
          {
            f[v][0][j][0]=dp[cr][0]-dp[v][1];//not pls p[v]
            f[v][0][j][1]=dp[cr][1]-Mn(dp[v][0],dp[v][1]);//not pls p[v]
          }
        f[v][0][0][0]=INF;
        dfsx(v,cr);
          }
    }
    ll cz(int x,int f0,int y,int f1)
    {
      ll d00=0,d01=0,d10=0,d11=0;
      if(dep[x]<dep[y])swap(x,y),swap(f0,f1);
      int x0=x,y0=y;
      ll y00=0,y01=0;
      if(f0)y00=INF; else y01=INF;
      for(int i=lm;i>=0;i--)
        if(dep[pr[x][i]]>dep[y])//> not >=
          {
        d00=Mn(y00+f[x][i][0][0],y01+f[x][i][1][0]);
        d01=Mn(y00+f[x][i][0][1],y01+f[x][i][1][1]);
        y00=d00; y01=d01;
        x=pr[x][i];
          }
      ll ret=0;
      if(pr[x][0]==y)
        {
          ret=info[y][f1];
          if(f1)  ret-=Mn(dp[x][0],dp[x][1]),ret+=Mn(y00,y01);//y** not d** for init
          else  ret-=dp[x][1],ret+=y01;
          ret+=dp[x0][f0];
          return ret;
        }
      if(dep[x]!=dep[y])
        {
          d00=Mn(y00+f[x][0][0][0],y01+f[x][0][1][0]);
          d01=Mn(y00+f[x][0][0][1],y01+f[x][0][1][1]);
          y00=d00; y01=d01;
          x=pr[x][0];
        }
    
      ll y10=0,y11=0;
      if(f1)y10=INF; else y11=INF;
      for(int i=lm;i>=0;i--)
        if(pr[x][i]!=pr[y][i])
          {
        d00=Mn(y00+f[x][i][0][0],y01+f[x][i][1][0]);
        d01=Mn(y00+f[x][i][0][1],y01+f[x][i][1][1]);
        y00=d00; y01=d01; x=pr[x][i];
        d10=Mn(y10+f[y][i][0][0],y11+f[y][i][1][0]);
        d11=Mn(y10+f[y][i][0][1],y11+f[y][i][1][1]);
        y10=d10; y11=d11; y=pr[y][i];
          }
      int d=pr[x][0];
      ret=info[d][1]-Mn(dp[x][0],dp[x][1])-Mn(dp[y][0],dp[y][1])+Mn(y00,y01)+Mn(y10,y11);//y** not d** for init
      ll rt2=info[d][0]-dp[x][1]-dp[y][1]+y01+y11;
      ret=Mn(ret,rt2)+dp[x0][f0]+dp[y0][f1];
      return ret;
    }
    int main()
    {
      freopen("defense.in","r",stdin);
      freopen("defense.out","w",stdout);
      char ch[5];
      n=rdn(); m=rdn(); scanf("%s",ch);
      for(;(1<<lm)<n;lm++);
      for(int i=1;i<=n;i++)p[i]=rdn();
      for(int i=1,u,v;i<n;i++)
        {
          u=rdn(); v=rdn(); add(u,v); add(v,u);
        }
      dfs1(1,0);dfs2(1,0,0,0);dfsx(1,0);
      for(int i=1,a,b,x,y;i<=m;i++)
        {
          a=rdn();x=rdn();b=rdn();y=rdn();
          ll ans=cz(a,x,b,y);
          printf("%lld
    ",ans>=INF?-1:ans);
        }
      return 0;
    }
    View Code
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