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  • 题解 P2387 【[NOI2014]魔法森林】

    感觉最近做的一些\(LCT\)的题目其实都是不断加边,判环,取较优者。

    比如这道题,一句话题解就是按照边权\(A\)排序后用\(LCT\)维护边权\(B\)的最小生成树

    比如最小生成树,它用\(LCT\)实现的话主要就是遇到一条边后,若其联通了两个已经联通的点,那么其为返祖边,会形成环,那么我们就把环上最大的边断掉即可。

    简单写就是\(split(u,v)\),然后把\(cut(max, u), cut(max,v)\)

    这道题也类似的,我们可以离线,将边按照边权\(A\)排序

    然后不断的加边,如果一条边连接了两个联通块,那么这条路径是必需的。

    这个时候我们保证了边权\(A\)单调递增,我们用\(LCT\)维护图中的边权\(B\)

    然后对于一条路径,如果其沟通了两个已经联通的联通块,我们可以这样考虑:

    当前路径的\(A\)比之前存在的任意路径的\(A\)都大,如果其\(B\)比这环上边\(B\)的最大值还要大,那么加入这条边只会让答案变得更不优。

    如果当前路径的\(B\)比环上最大的\(B\)要小,那么加入这条路径后,显然有:

    \((1):\)假如当前\(1-n\)未联通,那么对于后续的边,若其加入后可以使\(1-n\)联通,不难想到:其\(A\)显然仍然大于当前边,所以我们需要最小化链上的\(B\),也就是断掉环上最大\(B\)的边,然后加入这条边

    \((2):\)假如当前\(1-n\)已经联通,我们实际上已经求得了最大 A 比此边小的时候的答案,我们可以先加入此边,求出最大 A 稍微大一点的答案,取\(min\),然后类似\((1)\)的分析,可以发现这条边加入后会使得后续边算得的答案更优。

    当然前提是这条边的\(B\)大于环上最大\(B\)

    注意细节

    #include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    int read() {
    	char cc = getchar(); int cn = 0, flus = 1;
    	while(cc < '0' || cc > '9') {  if( cc == '-' ) flus = -flus;  cc = getchar();  }
    	while(cc >= '0' && cc <= '9')  cn = cn * 10 + cc - '0', cc = getchar();
    	return cn * flus;
    }
    #define rep( i, s, t ) for( register int i = s; i <= t; ++ i )
    #define ls(x) t[x].son[0]
    #define rs(x) t[x].son[1]
    const int N =  150000 + 5; 
    const int inf = 1234567890;
    struct E {
    	int from, to, a, b;
    } e[N];
    struct LCT {
    	int son[2], fa, mx, id;
    	bool mark;
    } t[N];
    int n, m, Idnum, ans, w[N], st[N];
    bool cmp( E x, E y ) {
    	return ( x.a == y.a ) ? x.b < y.b : x.a < y.a ;
    }
    bool isroot( int x ) {
    	return ( ls(t[x].fa) != x ) && ( rs(t[x].fa) != x );
    }
    void pushup( int x ) {
    	t[x].mx = w[x], t[x].id = x;
    	if( ls(x) && t[ls(x)].mx > t[x].mx ) t[x].mx = t[ls(x)].mx, t[x].id = t[ls(x)].id;
    	if( rs(x) && t[rs(x)].mx > t[x].mx ) t[x].mx = t[rs(x)].mx, t[x].id = t[rs(x)].id;
    }
    void rotate( int x ) {
    	int f = t[x].fa, ff = t[f].fa, qwq = ( rs(f) == x );
    	t[x].fa = ff;
    	if( !isroot(f) ) t[ff].son[rs(ff) == f] = x;
    	t[f].son[qwq] = t[x].son[qwq ^ 1], t[t[x].son[qwq ^ 1]].fa = f;
    	t[x].son[qwq ^ 1] = f, t[f].fa = x;
    	pushup(f), pushup(x);
    }
    void pushmark( int x ) {
    	if( t[x].mark ) {
    		t[x].mark = 0, t[ls(x)].mark ^= 1, t[rs(x)].mark ^= 1,
    		swap( ls(x), rs(x) );
    	}
    } 
    void Splay( int x ) {
    	int top = 0, now = x; st[++top] = now;
    	while( !isroot(now) ) st[++top] = ( now = t[now].fa );
    	while( top ) pushmark( st[top--] );
    	while( !isroot(x) ) {
    		int f = t[x].fa, ff = t[f].fa;
    		if( !isroot(f) ) ( ( rs(ff) == f ) ^ ( rs(f) == x ) ) ? rotate(x) : rotate(f) ;
    		rotate(x);
    	}
    }
    void access( int x ) {
    	for( int y = 0; x; y = x, x = t[y].fa )
    		Splay(x), t[x].son[1] = y, pushup(x);
    }
    void makeroot( int x ) {
    	access(x), Splay(x), t[x].mark ^= 1, pushmark(x);
    }
    int findroot( int x ) {
    	access(x), Splay(x), pushmark(x);
    	while( ls(x) ) pushmark( x = ls(x) );
    	return x;
    }
    void split( int x, int y ) {
    	makeroot(x), access(y), Splay(y);
    }
    void link( int x, int y ) {
    	makeroot(x);
    	if( findroot(y) != x ) t[x].fa = y;
    }
    bool check( int x, int y ) {
    	makeroot(x);
    	return findroot(y) != x;
    }
    signed main()
    {
    	n = read(), m = read(), ans = inf;
    	rep( i, 1, m ) e[i].from = read(), e[i].to = read(), e[i].a = read(), e[i].b = read();
    	sort( e + 1, e + m + 1, cmp );
    	rep( i, 1, m ) {
    		w[i + n] = e[i].b;
    		if( e[i].from == e[i].to ) continue;
    		if( check( e[i].from, e[i].to ) ) link( e[i].from, i + n ), link( i + n, e[i].to );
    		else {
    			split( e[i].from, e[i].to );
    			int now = t[e[i].to].id, maxb = t[e[i].to].mx;
    			if( maxb <= e[i].b ) continue;
    			Splay( now ), t[ls(now)].fa = t[rs(now)].fa = 0;
    			link( e[i].from, i + n ), link( i + n, e[i].to );
    		} 
    		if( !check( 1, n ) ) {
    			split( 1, n ); ans = min( ans, t[n].mx + e[i].a );
    		}
    	}
    	if( ans == inf ) puts("-1");
    	else printf("%d\n", ans);
    	return 0;
    }
    
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