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  • 点分治

    啥是点分治?

    点分治一般来说用于解决大规模的树上路径问题。比如说最经典的一道题,给定一棵树,计算一共有多少点对满足之间距离<=k。

    这种题一般数据范围在10^4~10^5,直接暴力求是n^2的肯定会超时。

    那怎么办?我们考虑分治。

    先说一下点分治的基本思想,就是对于每一棵树,先找到这棵树的重心。

    啥叫重心?重心就是一棵树中最大的子树节点最少的那个点。求树的重心就是直接暴力DFS,但是毕竟人家是O(n)的。

    先看一眼代码。

    void getroot(int x,int fa)
    {
        size[x] = 1,maxs[x] = 0;
        for(int i = head[x];i;i = e[i].next)
        {
            int t = e[i].to;
            if(t == fa || vis[t]) continue;
            getroot(t,x);
            size[x] += size[t];
            maxs[x] = max(maxs[x],size[t]);
        }
        maxs[x] = max(maxs[x],sum - size[x]);
        if(maxs[x] < maxs[root]) root = x;
    }

    其中size记录节点子树大小,maxs记录最大子树节点大小。

    最后一步就是因为还要计算自己的父亲和父亲之上的一些树,所以要进行更新。

    这样我们就成功的O(n)求出了重心。

    好接着上面的说,我们求出重心之后,首先统计这棵子树之内的所有答案,之后再分别递归到重心分割开的所有子树里面去统计答案。

    怎么统计呢?首先我们对于每棵子树,我们从根开始向下进行dfs,更新到达每个点需要的距离,并且把出现过的点的距离全部加入当前统计数组里面。之后把统计数组排序,从两头开始找,只要当前两点之间的距离小于等于k,那么就直接加上r-l个答案,直到l>r为止。

    不过这里有一些问题要注意,就是如果直接这么统计会出问题,因为我们只计算那些经过重心的道路,而这种计算方法它会在本次计算中重复计算一些子树中的情况,这样再向下递归的时候答案就会算重。所以对于每次计算,我们要再减去所有子树中的可能情况。之后向下递归求子树重心,继续求解。

    这就是大致的操作了。然后注意的是每次我们需要不断更改当前树大小(这个好做直接用size赋值)

    还有就是我们要每次在getroot之前把根结点的值赋成0,毕竟各个过程是相对独立的,可以避免很多不必要的麻烦。

    总复杂度大概是O(nlog^2n),更多的细节看一下代码。

    #include<cstdio>
    #include<algorithm>
    #include<cstring>
    #include<cmath>
    #include<iostream>
    #include<queue>
    #include<set>
    #define rep(i,a,n) for(int i = a;i <= n;i++)
    #define per(i,n,a) for(int i = n;i >= a;i--)
    #define enter putchar('
    ')
    
    using namespace std;
    typedef long long ll;
    const int M = 100005;
    
    int read()
    {
        int ans = 0,op = 1;
        char ch = getchar();
        while(ch < '0' || ch > '9')
        {
            if(ch == '-') op = -1;
            ch = getchar();
        }
        while(ch >= '0' && ch <= '9')
        {
            ans *= 10;
            ans += ch - '0';
            ch = getchar(); 
        }
        return ans * op;
    }
    
    struct edge
    {
        int next,to,v;
    }e[M];
    
    int n,k,head[M],dis[M],ecnt,size[M],maxs[M],root,x,y,z,sum,tot,cur[M],ans;
    bool vis[M];
    
    void add(int x,int y,int z)
    {
        e[++ecnt].to = y;
        e[ecnt].v = z;
        e[ecnt].next = head[x];
        head[x] = ecnt;
    }
    
    void getroot(int x,int fa)//求树的重心
    {
        size[x] = 1,maxs[x] = 0;
        for(int i = head[x];i;i = e[i].next)
        {
            int t = e[i].to;
            if(t == fa || vis[t]) continue;
            getroot(t,x);
            size[x] += size[t];
            maxs[x] = max(maxs[x],size[t]);
        }
        maxs[x] = max(maxs[x],sum - size[x]);
        if(maxs[x] < maxs[root]) root = x;
    }
    
    void getdis(int x,int fa,int leng)//leng记录当前的长度
    {
        cur[++tot] = leng;
        for(int i = head[x];i;i = e[i].next)
        {
            int t = e[i].to;
            if(t == fa || vis[t]) continue;
            getdis(t,x,leng + e[i].v);
        }
    }
    
    int calc(int x,int leng)
    {
        tot = 0;
        getdis(x,0,leng);
        sort(cur+1,cur+1+tot);
        int l = 1,r = tot,temp = 0;
        while(l < r)//排序之后从两头开始找。因为对于每两个点如果其符合,那么对于l节点,从l+1~r全部是合法的点对。
        {
            if(cur[l] + cur[r] <= k) temp += r - l,l++;
            else r--;
        }
        rep(i,1,tot) cur[i] = 0;//注意这里不能使用memset,否则会超时
        return temp;
    }
    
    void solve(int x)
    {
        vis[x] = 1;ans += calc(x,0);//计算当前子的答案
        for(int i = head[x];i;i = e[i].next)
        {
            int t = e[i].to;
            if(vis[t]) continue;
            ans -= calc(t,e[i].v);//减去每棵子树的答案,注意这里必须把初始的长度传进去,否则你相当于统计的路径长度少了一截
            sum = size[t],maxs[root = 0] = n;
            getroot(t,0),solve(root);//继续找重心之后递归求解
        }
    }
    
    int main()
    {
        n = read();
        rep(i,1,n-1) x = read(),y = read(),z = read(),add(x,y,z),add(y,x,z);
        k = read();
        sum = maxs[root] = n,getroot(1,0);//找到树的重心
        solve(root);//开始递归求解
        printf("%d
    ",ans);
        return 0; 
    } 
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/captain1/p/9644181.html
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