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  • cqyz oj | 树网的核 | 树的直径

    Description

      设T=(V, E, W) 是一个无圈且连通的无向图(也称为无根树),每条边带有正整数的权,我们称 T 为树网(treenetwork),其中V, E分别表示结点与边的集合,W表示各边长度的集合,并设T有n个结点。

      路径:树网中任何两结点a,b都存在唯一的一条简单路径,用d(a,b)表示以a,b为端点的路径的长度,它是该路径上各边长度之和。我们称d(a,b)为a,b两结点间的距离。一点v到一条路径P的距离为该点与P上的最近的结点的距离:d(v,P)=min{d(v,u),u为路径P上的结点}。

      树网的直径:树网中最长的路径称为树网的直径。对于给定的树网T,直径不一定是唯一的,但可以证明:各直径的中点(不一定恰好是某个结点,可能在某条边的内部)是唯一的,我们称该点为树网的中心。

      偏心距ECC(F):树网T中距路径F最远的结点到路径F的距离,即:ECC(F)=max{d(v,F),v∈V} 。

      任务:对于给定的树网T=(V, E,W)和非负整数s,求一个路径F,它是某直径上的一段路径(该路径两端均为树网中的结点),其长度不超过s(可以等于s),使偏心距ECC(F)最小。我们称这个路径为树网T=(V,E,W)的核(Core)。必要时,F可以退化为某个结点。一般来说,在上述定义下,核不一定只有一个,但最小偏心距是唯一的。

      下面的图给出了树网的一个实例。图中,A-B与A-C是两条直径,长度均为20。点W是树网的中心,EF边的长度为5。如果指定s=11,则树网的核为路径DEFG(也可以取为路径DEF),偏心距为8。如果指定s=0(或s=1、s=2),则树网的核为结点F,偏心距为12。

    Input

      第1行,两个正整数n和s,中间用一个空格隔开。其中n为树网结点的个数,s为树网的核的长度的上界。设结点编号依次为1, 2, ..., n。  从第2行到第n行,每行给出3个用空格隔开的正整数,依次表示每一条边的两个端点编号和长度。例如,“2 4 7”表示连接结点2与4的边的长度为7。  所给的数据都是正确的,不必检验。

    Output

      只有一个非负整数,为指定意义下的最小偏心距。

    Sample Input 1 

    【输入1】
    5 2
    1 2 5
    2 3 2
    2 4 4
    2 5 3
    
    【输入2】
    8 6
    1 3 2
    2 3 2
    3 4 6
    4 5 3
    4 6 4
    4 7 2
    7 8 3

    Sample Output 1

    【输出1】
      5
    
    【输出1】
      5

    Hint

    40%的数据满足:5<=n<=15
    70%的数据满足:5<=n<=300
    100%的数据满足:5<=n<=500000, 0<=s<2^31。
    边长度为不超过1000的正整数。

    此题解来自洛谷@柒葉灬 大佬:

    思路:在直径上尺取,计算每条路径的偏心距.

    • 方法1:可以选开始的一条,直接暴力计算每个点到这条点的贡献,之后进行递推,可以发现,只要两端点的改变会使得子树每个节点变化,用什么数据结构可以支持(在线修改+查询最大值)呢?——线段树!!!代码就不出示了......100多行,反正也没人看。

    • 方法2:可以证明一条路径的2个端点最长距离是到直径两个端点,可以用反证法证明,所以只要处理非直径上其他点的贡献即可,预处理。

      整理发现,在一个线段上尺取,每一个点有一个贡献,问这些点中最大值是多少?在与两端点贡献比较,单调队列√


      然而我们探索并没有结束,我们仔细观察,我们找的最小值肯定要么是两端点到直径端点的贡献,要么是直径上的点的贡献,那么能不能直接取最小呢?答案是可以,可以证明一条路径上,其他点的贡献<两端点到直径端点的贡献(用反证法可以证明)。


      比如说染色的是直径,红色的是选的路径,显然,绿色点的贡献都小于路径俩端点的贡献,证明over!


    即就算加上其他点的贡献,对这条路径的答案也不会有一点影响,所以单调队列就可以去掉了直接取max就行了。

    (我依据此思路的代码实现:)

    #include<cstdio>
    #include<iostream>
    #include<cstring>
    using namespace std;
    const int maxn = 305, maxm = 605;
    
    int n, s;
    int fir[maxn], ne[maxm], to[maxm], w[maxm], np=0;
    void add(int x,int y,int z){
        ne[++np] = fir[x];
        fir[x] = np;
        to[np] = y;
        w[np] = z;
    }
    
    int dist[maxn],fa[maxn];
    int mark[maxn];
    void dfs(int u,int f,int d,int &o){
        dist[u] = d; fa[u] = f;
        if(dist[o]<d) o = u;
        for(int i=fir[u];i;i=ne[i]){
            int v = to[i];
            if(v == f || mark[v]) continue;
            dfs(v, u, d+w[i], o);
        }
    }
    
    int main(){
        scanf("%d%d", &n, &s);
        for(int i=1, x, y, z;i<n;++i) {
            scanf("%d%d%d", &x, &y, &z);
            add(x, y, z); add(y, x, z);
        }
        
        int d1=0,d2=0;
        dfs(1,0,0,d1);
        dfs(d1,0,0,d2);
        
        int ans=0x3f3f3f3f;
        for(int i=d2,j=d2; i; i=fa[i]) {//尺取的路径为[i,j] 
            while(dist[j]-dist[i]>s) j=fa[j];
            ans = min(ans, max(dist[d2]-dist[j], dist[i]) );//直接找两端点到i,j的距离 
        }
        
        for(int i=d2; i; i=fa[i]) mark[i] = 1;
        for(int i=d2,tmp=0; i; i=fa[i])  dist[i] = 0, dfs(i,fa[i],0,tmp);
        for(int i=1; i<=n; i++) ans = max(ans, dist[i]);
        
        printf("%d",ans);
        return 0;
    }
    View Code
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/de-compass/p/11521549.html
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