题目大意:给出一个森林,每次询问给出u,v,问从u所在连通块中随机选出一个点与v所在连通块中随机选出一个点相连,连出的树的直径期望(不是树输出-1)。(n,q<=10^5)
解法:预处理出各连通块的直径和各点到连通块内一点的最远距离d[x](树形dp+换根),询问若在同一块内输出-1,否则若随机选出两点x,y,直径为max(d[x]+d[y]+1,x所在块直径,y所在块直径),我们把同一连通块内的d排序,枚举小的连通块中的d,到大的连通块中二分d[x]+d[y]+1<=max(x所在块直径,y所在块直径)(或者记下大的块中每种权值出现次数,从max直径开始d[x]递增d[y]递减,复杂度少一个log并仍然只与小的块的大小相关),记忆下相同询问,这样我们枚举小的次数最大只有$O(n^{1.5})$(每次我们复杂度只跟小的有关,那么最劣情况只有每次两个块大小相等,假设所有联通块大小均为k,我们的复杂度是$O(k*min(q,(frac{n}{k})^2))$,容易证明复杂度最大是$O(n^{1.5})$)。
#include<cstdio> #include<algorithm> #include<vector> #include<map> using namespace std; inline int read() { int x;char c; while((c=getchar())<'0'||c>'9'); for(x=c-'0';(c=getchar())>='0'&&c<='9';)x=(x<<3)+(x<<1)+c-'0'; return x; } #define MN 100000 #define p(x,y) make_pair(x,y) struct edge{int nx,t;}e[MN*2+5]; int f[MN+5],h[MN+5],en,d[MN+5],d2[MN+5],mx[MN+5]; vector<double> v[MN+5]; map<pair<int,int>,double> mp; int gf(int k){return f[k]?f[k]=gf(f[k]):k;} inline void ins(int x,int y) { e[++en]=(edge){h[x],y};h[x]=en; e[++en]=(edge){h[y],x};h[y]=en; } void upd(int x,int y) { if(y>d[x])d2[x]=d[x],d[x]=y; else if(y>d2[x])d2[x]=y; } void dp(int x,int fa) { for(int i=h[x];i;i=e[i].nx)if(e[i].t!=fa) dp(e[i].t,x),upd(x,d[e[i].t]+1); mx[gf(x)]=max(mx[gf(x)],d[x]+d2[x]); } void dfs(int x,int fa) { v[gf(x)].push_back(d[x]); for(int i=h[x];i;i=e[i].nx)if(e[i].t!=fa) upd(e[i].t,d[e[i].t]+1==d[x]?d2[x]+1:d[x]+1),dfs(e[i].t,x); } int main() { int n,m,q,x,y,i,j,l,r,mid,res;double ans; n=read();m=read();q=read(); while(m--)ins(x=read(),y=read()),f[gf(x)]=gf(y); for(i=1;i<=n;++i)if(gf(i)==i) { dp(i,i);dfs(i,i);v[i].push_back(0); sort(v[i].begin(),v[i].end()); for(j=1;j<v[i].size();++j)v[i][j]+=v[i][j-1]; } while(q--) { if((x=gf(read()))==(y=gf(read()))){puts("-1");continue;} if(x>y)swap(x,y); if(mp[p(x,y)]){printf("%.10lf ",mp[p(x,y)]);continue;} if(v[x].size()>v[y].size())swap(x,y); for(i=1,ans=0;i<v[x].size();++i) { for(l=1,r=v[y].size()-1,res=0;l<=r;) { mid=l+r>>1; if(v[x][i]-v[x][i-1]+v[y][mid]-v[y][mid-1]+1<=max(mx[x],mx[y])) res=mid,l=mid+1; else r=mid-1; } ans+=(double)res*max(mx[x],mx[y])+ (v[y].size()-1-res)*(v[x][i]-v[x][i-1]+1)+v[y][v[y].size()-1]-v[y][res]; } if(x>y)swap(x,y); printf("%.10lf ",mp[p(x,y)]=ans/(v[x].size()-1)/(v[y].size()-1)); } }