CF938G Shortest Path Queries 和 CF576E Painting Edges

这两道都用到了线段树分治和按秩合并可撤销并查集。

Shortest Path Queries

给出一个连通带权无向图,边有边权,要求支持 q 个操作:

1. x y d 在原图中加入一条 x 到 y 权值为 d 的边
2. x y 把图中 x 到 y 的边删掉
3. x y 表示询问 x 到 y 的异或最短路

保证任意操作后原图连通无重边自环且操作均合法

n,m,q≤200000

题解

与WC2011 最大XOR和路径一样，先考虑没有加边删边的做法

1. 做出原图的任意一棵生成树
2. 把每个非树边和树边形成的环丢进线性基里
3. 询问时把两点在树上的路径异或和丢进线性基里求最小异或和

有加边删边呢？线段树分治即可。

每到一个点，把边都连上，然后分治左右。退出时撤销即可。

需要用到按秩合并并查集以支持快速查询和撤销操作。并查集在合并两个点时，将儿子节点压入栈，撤销时直接把儿子节点的贡献删除即可。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
template<class T> T read(){
    T x=0,w=1;char c=getchar();
    for(;!isdigit(c);c=getchar())if(c=='-') w=-w;
    for(;isdigit(c);c=getchar()) x=x*10+c-'0';
    return x*w;
}
template<class T> T read(T&x){
    return x=read<T>();
}
#define co const
#define il inline
typedef long long LL;

co int N=200000+10;
struct edge {int u,v,w,l,r;}e[N<<1];

vector<edge> g[N<<2];
map<pair<int,int>,int> mp;
int val[N],fa[N],siz[N];
int stk[N<<1],top;
#define lc (x<<1)
#define rc (x<<1|1)
void update(int x,int l,int r,co edge&e){
	if(e.l>e.r) return; // edit 1
	if(e.l<=l&&r<=e.r)
		return g[x].push_back(e);
	int mid=(l+r)>>1;
	if(e.l<=mid) update(lc,l,mid,e);
	if(e.r>mid) update(rc,mid+1,r,e);
}

struct ask {int u,v;}qst[N];
int bas[20][30];

int find_fa(int x){
	return fa[x]==x?x:find_fa(fa[x]);
}
int find_val(int x){
	return fa[x]==x?0:val[x]^find_val(fa[x]);
}
void insert(int x,int dep){
	for(int i=0;i<(int)g[x].size();++i){
		int u=g[x][i].u,v=g[x][i].v,w=g[x][i].w;
		int fu=find_fa(u),fv=find_fa(v);
		if(fu!=fv){
			if(siz[fu]>siz[fv]) swap(fu,fv),swap(u,v);
			fa[fu]=fv,siz[fv]+=siz[fu],val[fu]=find_val(u)^find_val(v)^w;
			stk[++top]=fu;
		}
		else{
			w^=find_val(u)^find_val(v);
			for(int j=29;j>=0;--j)if(w>>j&1){
				if(!bas[dep][j]) {bas[dep][j]=w;break;}
				w^=bas[dep][j];
			}
		}
	}
}
void reset(int to){
	for(;top>to;--top){
		int u=stk[top];
		siz[fa[u]]-=siz[u],val[u]=0,fa[u]=u;
	}
}
void solve(int x,int l,int r,int dep){
	int tmp=top;
	insert(x,dep);
	if(l==r){
		int u=qst[l].u,v=qst[l].v;
		int ans=find_val(u)^find_val(v);
		for(int i=29;i>=0;--i)if(ans>>i&1)
			if(bas[dep][i]) ans^=bas[dep][i];
		printf("%d
",ans);
		return reset(tmp);
	}
	int mid=(l+r)>>1;
	copy(bas[dep],bas[dep]+30,bas[dep+1]),solve(lc,l,mid,dep+1);
	copy(bas[dep],bas[dep]+30,bas[dep+1]),solve(rc,mid+1,r,dep+1);
	reset(tmp);
}

int main(){
	int n=read<int>(),m=read<int>();
	int ecnt=0;
	for(int i=1;i<=m;++i){
		int u=read<int>(),v=read<int>(),w=read<int>();
		e[++ecnt]=(edge){u,v,w,1,-1},mp[make_pair(u,v)]=ecnt;
	}
	int q=read<int>();
	int totq=0;
	for(int i=1;i<=q;++i){
		int opt=read<int>();
		if(opt==1){ // add
			int x=read<int>(),y=read<int>(),d=read<int>();
			e[++ecnt]=(edge){x,y,d,totq+1,-1},mp[make_pair(x,y)]=ecnt;
		}
		else if(opt==2){ // remove
			int x=read<int>(),y=read<int>();
			e[mp[make_pair(x,y)]].r=totq,mp[make_pair(x,y)]=0;
		}
		else{ // calculate
			int x=read<int>(),y=read<int>();
			qst[++totq]=(ask){x,y};
		}
	}
	for(int i=1;i<=ecnt;++i){
		if(e[i].r==-1) e[i].r=totq;
		update(1,1,totq,e[i]);
	}
	for(int i=1;i<=n;++i) fa[i]=i,siz[i]=1;
	solve(1,1,totq,0);
	return 0;
}

我写的线段树是需要判断插入合不合法的，好几次因为这个RE了。

Painting Edges

与BZOJ4025 二分图类似，这道题可以用并查集来维护奇环。

但是这道题我们并不知道每条边的具体存在时间，因此我们这样：
假设每次修改都生效，我们把每条边的第一种颜色的存在时间加入分治结构(其实就是线段树)
DFS的过程中，如果DFS到一个叶节点时，判断当前修改能否执行，这样我们就得到了这条边在下一个时间段的颜色，然后将这条边的下一个时间段加入分治结构

时间复杂度O(q log q log n)。话说我这两道题写的并查集都是假的也没人来卡我。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
template<class T> T read(){
    T x=0,w=1;char c=getchar();
    for(;!isdigit(c);c=getchar())if(c=='-') w=-w;
    for(;isdigit(c);c=getchar()) x=x*10+c-'0';
    return x*w;
}
template<class T> T read(T&x){
    return x=read<T>();
}
#define co const
#define il inline
typedef long long LL;

co int N=500000+10;
int n,m,K,Q;
struct edge {int u,v,c;}e[N];
struct ask {int e,c,r;}q[N];
int last[N];

int stk[N],col[N],top;
struct Disj{
	int fa[N],val[N],siz[N];
	
	int find_fa(int x){
		return fa[x]==x?x:find_fa(fa[x]);
	}
	int find_val(int x){
		return fa[x]==x?0:val[x]^find_val(fa[x]);
	}
	void merge(int c,int x,int y){
		int fx=find_fa(x),fy=find_fa(y);
		if(fx==fy) return;
		if(siz[fx]>siz[fy]) swap(fx,fy),swap(x,y);
		fa[fx]=fy,siz[fy]+=siz[fx],val[fx]=find_val(x)^1^find_val(y);
		stk[++top]=fx,col[top]=c;
	}
}d[51];
void reset(int tmp){
	for(;top>tmp;--top){
		int u=stk[top],c=col[top];
		d[c].siz[d[c].fa[u]]-=d[c].siz[u],d[c].fa[u]=u,d[c].val[u]=0;
	}
}

vector<pair<int,int> > g[N<<2];
#define lc (x<<1)
#define rc (x<<1|1)
void insert(int x,int l,int r,int ql,int qr,co pair<int,int>&v){
	if(ql>qr) return;
	if(ql<=l&&r<=qr)
		return g[x].push_back(v);
	int mid=(l+r)>>1;
	if(ql<=mid) insert(lc,l,mid,ql,qr,v);
	if(qr>mid) insert(rc,mid+1,r,ql,qr,v);
}
void solve(int x,int l,int r){
	int tmp=top;
	for(int i=0;i<(int)g[x].size();++i){
		int e=g[x][i].first,c=g[x][i].second;
		d[c].merge(c,::e[e].u,::e[e].v);
	}
	if(l==r){
		int u=e[q[l].e].u,v=e[q[l].e].v,c=q[l].c;
		if(d[c].find_fa(u)!=d[c].find_fa(v) or d[c].find_val(u)!=d[c].find_val(v))
			puts("YES"),e[q[l].e].c=q[l].c;
		else puts("NO");
		insert(1,1,Q,l+1,q[l].r,make_pair(q[l].e,e[q[l].e].c));
		return reset(tmp);
	}
	int mid=(l+r)>>1;
	solve(lc,l,mid),solve(rc,mid+1,r);
	reset(tmp);
}

int main(){
	read(n),read(m),read(K),read(Q);
	for(int i=1;i<=m;++i) read(e[i].u),read(e[i].v);
	for(int i=1;i<=Q;++i){
		int id=read<int>(),c=read<int>();
		if(last[id]) q[last[id]].r=i-1;
		q[i]=(ask){id,c,Q},last[id]=i;
	}
	for(int c=1;c<=K;++c)
		for(int i=1;i<=n;++i) d[c].fa[i]=i,d[c].siz[i]=1;
	solve(1,1,Q);
	return 0;
}