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  • 【二分答案+倍增】【NOIP2015】运输计划

    Description

    公元 2044 年,人类进入了宇宙纪元。

    L 国有 n 个星球,还有 n−1 条双向航道,每条航道建立在两个星球之间,这 n−1 条航道连通了 L 国的所有星球。

    小 P 掌管一家物流公司, 该公司有很多个运输计划,每个运输计划形如:有一艘物流飞船需要从 ui 号星球沿最快的宇航路径飞行到 vi 号星球去。显然,飞船驶过一条航道是需要时间的,对于航道 j,任意飞船驶过它所花费的时间为 tj,并且任意两艘飞船之间不会产生任何干扰。

    为了鼓励科技创新, L 国国王同意小 P 的物流公司参与 L 国的航道建设,即允许小P 把某一条航道改造成虫洞,飞船驶过虫洞不消耗时间。

    在虫洞的建设完成前小 P 的物流公司就预接了 m 个运输计划。在虫洞建设完成后,这 m 个运输计划会同时开始,所有飞船一起出发。当这 m 个运输计划都完成时,小 P 的物流公司的阶段性工作就完成了。

    如果小 P 可以自由选择将哪一条航道改造成虫洞, 试求出小 P 的物流公司完成阶段性工作所需要的最短时间是多少?

    Input Format

    第一行包括两个正整数 n,m,表示 L 国中星球的数量及小 P 公司预接的运输计划的数量,星球从 1 到 n 编号。

    接下来 n−1 行描述航道的建设情况,其中第 i 行包含三个整数 ai,bi 和 ti,表示第 i 条双向航道修建在 ai 与 bi 两个星球之间,任意飞船驶过它所花费的时间为 ti。数据保证 1≤ai,bi≤n 且 0≤ti≤1000。

    接下来 m 行描述运输计划的情况,其中第 j 行包含两个正整数 uj 和 vj,表示第 j 个运输计划是从 uj 号星球飞往 vj号星球。数据保证 1≤ui,vi≤n

    Output Format

    输出文件只包含一个整数,表示小 P 的物流公司完成阶段性工作所需要的最短时间。

    Sample Input

    6 3
    1 2 3
    1 6 4
    3 1 7
    4 3 6
    3 5 5
    3 6
    2 5
    4 5
    

    Sample Output

    11
    

    Hint

    将第 1 条航道改造成虫洞: 则三个计划耗时分别为:11,12,11,故需要花费的时间为 12。

    将第 2 条航道改造成虫洞: 则三个计划耗时分别为:7,15,11,故需要花费的时间为 15。

    将第 3 条航道改造成虫洞: 则三个计划耗时分别为:4,8,11,故需要花费的时间为 11。

    将第 4 条航道改造成虫洞: 则三个计划耗时分别为:11,15,5,故需要花费的时间为 15。

    将第 5 条航道改造成虫洞: 则三个计划耗时分别为:11,10,6,故需要花费的时间为 11。

    故将第 3 条或第 5 条航道改造成虫洞均可使得完成阶段性工作的耗时最短,需要花费的时间为 11。 

    Solution
    因为最终所花时间是最长的花费时间所以让最长的花费时间最少 考虑用二分答案 
    首先建边 边数=n-1 为一棵树 
    预处理出每个点的深度、所在的的边、每个点到根结点距离 
    通过LCA求出询问的两点的路径dis (求LCA可以用倍增)
    求dis的操作:左结点到根节点的距离+右结点到根节点的距离-2*左结点与右结点的LCA到根节点的距离
    二分一个ans dis>ans的路径为非法路径 
    标记非法路径时 通过sum数组 sum的值表示这个点作为非法路径中的结点的次数 
    sum[l]++,sum[r]++, sum[lca] -2(通过-2的操作使sum[lca]=0不影响其他路径) 
    更新sum 通过 sum[x]+=sum[e[edge[x]].to]] edge数组表示x所在的边 
    相当于x的sum值+x子节点的sum值 
    由题意知 可将一个点设为虫洞 即经过此点time为0
    故选择一个点作为虫洞后 所有非法路径都<ans 则满足这点的点必然被所有非法路径经过
    所以二分ans时 找到是否存在这样的点作为虫洞 不存在则l=mid+1 
    else ans=mid r=mid-1 即试图找更小的ans

    假如红色是一条非法路径 sum 指的是 该结点指向其父节点 的这条边是否在非法路径里
    如果在之后的非法路径中 这条边再次出现 sum[l]++,sum[r]++,sum[lca]-=2
    因为要记录l到r整条非法路径,所以后面sum的值要加上其子节点的值,故sum[lca]-2,
    这样做之后加上子节点sum值的sum[lca]的值为0,
    表示其与父节点相连的这条边不在某条非法路径中。

    #include<cstdio>
    #include<cstring>
    #include<algorithm>
    
    int n,m,num,maxx,ans;
    int dep[300005],dis[300005],sum[300005];
    int head[300005],edge[300005],fa[300005][20];
    
    struct e
    {
        int to,next,dis;
    } e[600005];
    
    struct node
    {
        int li,ri,anc,dis; 
    } node[300005];
    
    void add(int x,int y,int z)
    {
        e[++num].to=y;
        e[num].dis=z;
        e[num].next=head[x];
        head[x]=num;
    }
    
    void dfs(int x,int f,int de,int di)
    {
        fa[x][0]=f;
        dep[x]=de;
        dis[x]=di;
        for (int i=head[x]; i; i=e[i].next)
        {
            if (e[i].to!=f)
            {
                edge[e[i].to]=i;
                dfs(e[i].to,x,de+1,di+e[i].dis);
            }
        }
    }
    
    void get_fa()
    {
        for (int j=1; j<=19; j++)
            for (int i=1; i<=n; i++)
                fa[i][j]=fa[fa[i][j-1]][j-1];
    }
    
    int to_same(int a,int len)
    {
        for (int i=0; i<=19; i++)
            if (len&(1<<i)) a=fa[a][i];
        return a;
    }
    
    int LCA(int a,int b)
    {
        if (dep[a]<dep[b]) std::swap(a,b);
        a=to_same(a,dep[a]-dep[b]);
        if (a==b) return a;
        for (int i=16; i>=0; i--)
        {
            if (fa[a][i]!=fa[b][i])
            {
                a=fa[a][i];
                b=fa[b][i];
            }
        }
        return fa[a][0];
    }
    
    void update(int x,int fa)
    {
        for (int i=head[x]; i; i=e[i].next)
        {
            if (e[i].to!=fa)
            {
                update(e[i].to,x);
                sum[x]+=sum[e[i].to];
            }
        }
    }
    
    bool judge(int x)
    {
        int tot=0,dec=0;
        memset(sum,0,sizeof sum);
        for (int i=1; i<=m; i++)
        {
            if (node[i].dis>x)
            {
                tot++;
                dec=std::max(dec,node[i].dis-x);
                sum[node[i].li]++;
                sum[node[i].ri]++;
                sum[node[i].anc]-=2;
            }
        }
        update(1,1);
        for (int i=1; i<=n; i++)
            if (sum[i]==tot&&e[edge[i]].dis>=dec) return true;
        return false;
    }
    
    int main()
    {
        scanf("%d%d",&n,&m);
        for (int i=1; i<n; i++)
        {
            int x,y,z;
            scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);
            add(x,y,z);
            add(y,x,z);
        }
        dfs(1,1,0,0);
        get_fa();
        for (int i=1; i<=m; i++)
        {
            scanf("%d%d",&node[i].li,&node[i].ri);
            node[i].anc=LCA(node[i].li,node[i].ri);
            node[i].dis=(dis[node[i].li]+dis[node[i].ri])-2*dis[node[i].anc];
            maxx=std::max(maxx,node[i].dis);
        }
        int l=0,r=maxx;
        while (l<=r)
        {
            int mid=(l+r)/2;
            if (judge(mid))
            {
                ans=mid;
                r=mid-1;
            }
            else l=mid+1;
        }
        printf("%d",ans);
    }
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