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  • 【知识点】LCT

    简介:

    动态维护一个森林。支持删边和加边,查询链信息和连通块信息等很多操作。

    由若干棵$Splay$组成,每棵$Splay$维护一条链,以深度作为关键字。

    也就是说$Splay$的中序遍历相当于从上到下遍历这条链。

    $Splay$中的边是实边,将两个$Splay$相连的边是虚边。

    实边的父亲有它这个儿子(双向关系),虚边的父亲没有它这个儿子(单向关系)。

    组成$LCT$的基础操作:(以下均认为$LCT$中只有一棵树)

    $access(x)$:打通根到$x$的路径,使一棵包含且仅包含根到$x$这条链上点的$Splay$出现。

    实现方法:

    1.$splay(x)$:将$x$转到当前$Splay$的根。(此时$x$是该$Splay$中最深的点,没有右儿子)

    2.$c[x][1]=y$:将$x$的右儿子设为刚才操作的$Splay$的根。

    3.$x=f[x]$:继续操作$x$在原树中的父亲,若$x$已经为根则退出。

    $makeroot(x)$:使$x$成为根。

    实现方法:

    1.$access(x)$。

    2.$splay(x)$。

    3.翻转整棵$Splay$。

    为什么不能只翻转$x$的左右儿子:一个链提末端点当根之后整个链的深度顺序全部翻转。

    如:$1-2-3$翻转后为$3-2-1$而不是$3-1-2$。

    $findroot(x)$:找$x$所在原树的根。

    实现方法:

    1.$access(x)$。

    2.$splay(x)$。

    3.在$Splay$上一直往左走,最终走到答案点$y$。

    3.$splay(y)$。

    $split(x,y)$:拉出路径$(x,y)$成为一个$Splay$,并令$x$为原树的根。

    实现方法:

    1.$makeroot(x)$。

    2.$access(y)$。

    $link(x,y)$:连一条边$(x,y)$。

    实现方法:

    1.$makeroot(x)$。

    2.若$findroot(y) eq x$则$f[x]=y$。

    $cut(x,y)$:断开边$(x,y)$。

    实现方法:

    1.若$findroot(x)=findroot(y)$则$split(x,y)$。

    2.若$f[y]=x$且$c[y][0]=0$则$f[y]=c[x][1]=0$。

    代码:

    #include<bits/stdc++.h>
    #define maxn 100005
    #define maxm 500005
    #define inf 0x7fffffff
    #define ll long long
    
    using namespace std;
    int N,M,rc,A[maxn],s[maxn],st[maxn];
    int r[maxn],c[maxn][2],f[maxn];
    
    inline int read(){
        int x=0,f=1; char c=getchar();
        for(;!isdigit(c);c=getchar()) if(c=='-') f=-1;
        for(;isdigit(c);c=getchar()) x=x*10+c-'0';
        return x*f;
    }
    
    inline bool nroot(int x){return c[f[x]][0]==x||c[f[x]][1]==x;}
    inline void pushr(int x){swap(c[x][0],c[x][1]),r[x]^=1;}
    inline void pushup(int x){s[x]=s[c[x][0]]^s[c[x][1]]^A[x];}
    inline void pushdown(int x){
        if(r[x]){
            if(c[x][0]) pushr(c[x][0]);
            if(c[x][1]) pushr(c[x][1]);
            r[x]=0;
        }
    }
    inline void rotate(int x){
        int y=f[x],z=f[y],k=(c[y][1]==x),w=c[x][!k];
        if(nroot(y)) c[z][c[z][1]==y]=x;
        c[x][!k]=y,c[y][k]=w;
        if(w) f[w]=y;
        f[y]=x,f[x]=z;
        pushup(y);
    }
    inline void splay(int x){
        int y=x,z=0; st[++z]=y;
        while(nroot(y)) st[++z]=y=f[y];
        while(z) pushdown(st[z--]);
        while(nroot(x)){
            y=f[x],z=f[y];
            if(nroot(y)) rotate(((c[y][0]==x)^(c[z][0]==y))?x:y);
            rotate(x);
        }
        pushup(x);
    }
    inline void access(int x){for(int y=0;x;x=f[y=x]) splay(x),c[x][1]=y,pushup(x);}
    inline void makeroot(int x){access(x),splay(x),pushr(x);}
    inline void split(int x,int y){makeroot(x),access(y),splay(y);}
    inline int findroot(int x){
        access(x),splay(x);
        while(c[x][0]) pushdown(x),x=c[x][0];
        splay(x); return x;
    }
    inline void link(int x,int y){makeroot(x);if(findroot(y)!=x) f[x]=y;}
    inline void cut(int x,int y){makeroot(x);if(findroot(y)==x && f[y]==x && !c[y][0])f[y]=c[x][1]=0,pushup(x);}
    
    int main(){
        N=read(),M=read();
        for(int i=1;i<=N;i++) A[i]=read();
        while(M--){
            int op=read(),x=read(),y=read();
            if(op==0) split(x,y),printf("%d
    ",s[y]);
            if(op==1) link(x,y);
            if(op==2) cut(x,y);
            if(op==3) splay(x),A[x]=y;
        } 
        return 0;
    }
    LCT
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