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  • [loj3014]独特的城市

    约定:一棵树的深度定义为其中到根最远的点到根的距离

    考虑节点$x$的答案:

    任取一条直径,根据直径的性质,到$x$较远的直径端点一定是到$x$最远的点之一

    由此,不难证明对于$x$独特的点,一定在$x$到"到$x$较远的直径端点"的路径上

    分别以直径的两个端点为根(做两次),每一次求出$x$到根路径上所有对$x$独特的点的特产数,根据前面所述,两次的最大值即为最终答案

    关于这件事情,维护一个"目前独特"的集合$S$,具体定义如下:

    $k$到根路径上的节点$x$中(不包括$k$),满足不存在$k$子树外的节点$y e x$,使得$k$到$x$和$y$的距离相等("$k$子树"指"以$k$为根的子树")

    当递归到节点$k$时,令$mx$为$k$子树深度,将$S$中到$k$距离不超过$mx$的节点都删除,此时$S$即$k$到根路径上所有与对$k$独特的点(所构成的集合),求出其中特产数即可

    接下来,考虑递归儿子$son$,令$mx$为以$k$的其余儿子子树深度的最大值+1,将$S$中到$k$距离不超过$mx$的节点都删除,然后在加入$k$(显然满足条件),并在递归完$son$后还原$S$

    显然,这样做的复杂度过高,我们需要优化实现:

    将$S$用一个栈维护(栈顶深度最大),"将$S$中到$k$距离不超过$mx$的节点都删除"即不断弹出栈顶

    将树长链剖分,(对于节点$k$)令$mx$为$k$子树深度,$cmx$为轻儿子子树深度的最大值+1,接下来交换之前操作的顺序,即先递归重儿子,再递归轻儿子,最后统计答案

    考虑递归重儿子,即将$S$中到$k$距离不超过$cmx$的节点都删除,而递归轻儿子和统计答案都是将$S$中到$k$距离不超过$mx$的节点都删除,也就不需要还原,直接操作即可

    统计答案后,也不需要还原$S$,假设以此法删除的点$x$,由于删去的是到$k$距离不超过$mx$的节点,即$k$子树内必然存在节点$y$使得$k$到$x$和$y$的距离相等

    那么对$x$子树内、$k$子树外的点$z$,对于$z$来说$x$一定不"独特",只需要令$y'$为将$y$向上爬$k$到$lca(k,z)$的距离步后的节点,此时$z$到$x$和$y'$的距离显然相等

    由此,发现最多在$S$中加入$o(n)$个元素,那么也即至多删除$o(n)$次,复杂度为$o(n)$

     1 #include<bits/stdc++.h>
     2 using namespace std;
     3 #define N 200005
     4 struct Edge{
     5     int nex,to;
     6 }edge[N<<1];
     7 stack<int>st;
     8 int E,n,m,x,y,a[N],head[N],dep[N],l[N],cl[N],mx[N],tot[N],ans[N];
     9 void add(int x,int y){
    10     edge[E].nex=head[x];
    11     edge[E].to=y;
    12     head[x]=E++;
    13 }
    14 void dfs(int k,int fa,int s){
    15     dep[k]=s;
    16     mx[k]=l[k]=cl[k]=0;
    17     for(int i=head[k];i!=-1;i=edge[i].nex)
    18         if (edge[i].to!=fa){
    19             dfs(edge[i].to,k,s+1);
    20             int x=l[edge[i].to]+1;
    21             if (l[k]<x){
    22                 mx[k]=edge[i].to;
    23                 swap(l[k],x);
    24             }
    25             cl[k]=max(cl[k],x);
    26         }
    27 }
    28 void add(int k){
    29     st.push(k);
    30     if (++tot[a[k]]==1)ans[0]++;
    31 }
    32 void del(){
    33     if (--tot[a[st.top()]]==0)ans[0]--;
    34     st.pop();
    35 }
    36 void calc(int k,int fa){
    37     if (fa)add(fa);
    38     while ((!st.empty())&&(dep[k]-dep[st.top()]<=cl[k]))del();
    39     if (mx[k])calc(mx[k],k);
    40     while ((!st.empty())&&(dep[k]-dep[st.top()]<=l[k]))del();
    41     ans[k]=max(ans[k],ans[0]);
    42     for(int i=head[k];i!=-1;i=edge[i].nex)
    43         if ((edge[i].to!=fa)&&(edge[i].to!=mx[k]))calc(edge[i].to,k);
    44     if ((!st.empty())&&(st.top()==fa))del();
    45 }
    46 int main(){
    47     scanf("%d%d",&n,&m);
    48     memset(head,-1,sizeof(head));
    49     for(int i=1;i<n;i++){
    50         scanf("%d%d",&x,&y);
    51         add(x,y);
    52         add(y,x);
    53     }
    54     for(int i=1;i<=n;i++)scanf("%d",&a[i]);
    55     dfs(1,0,0);
    56     x=1;
    57     for(int i=2;i<=n;i++)
    58         if (dep[x]<dep[i])x=i;
    59     dfs(x,0,0);
    60     calc(x,0);
    61     x=1;
    62     for(int i=2;i<=n;i++)
    63         if (dep[x]<dep[i])x=i;
    64     dfs(x,0,0);
    65     calc(x,0);
    66     for(int i=1;i<=n;i++)printf("%d
    ",ans[i]);
    67 }
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