Party 题解

一、题目：

二、思路：

这道题题面中的“数据范围”部分的 Latex 公式出了一些问题，向大家致以诚挚的歉意。

现在来说一下这道题怎么搞。

我们先来考虑一个点 (z) 能贡献答案的条件。题目中说了，若 (exists x,yin[l,r]) 满足 (mathbb{lca}(x,y)=z)，则 (z) 就可以贡献答案。那么我们考虑能不能把这个限制再精确一点，也就是说，我们把 (x,y) 的编号差放到最小，每次只需要检查 (z) 的子树内编号差最小的 (x,y) 即可。

由此想到一种暴力算法。

先将满足 (lleq zleq r) 的 (z) 单独计算，然后对于每个 (z) 以及它的某一个儿子 (son)，枚举 (mathbb{subtree}(son)) 中的节点 (xin[l,r])。在 (mathbb{subtree}(z)) 除去 (mathbb{subtree}(son)) 的部分中，找见离 (x) 最近的节点 (y)（这里的“最近”指的是编号最近），如果 (yin[l,r])，那么 (z) 就可以贡献答案。

当然这样的复杂度是不可接受的，于是我们考虑 dsu on tree。大致地说，就是在枚举 (x) 时，不枚举 (mathbb{subtree}(mathbb{heavyson}(z))) 中的点，只去枚举其他子树中的点。然后预处理出这些点在 (z) 处的最近点（在 (z) 处的意思就是：以 (z) 为最近公共祖先）。用启发式合并的 set 即可。

考虑如何回答询问。我们先将询问离线下来，按照 (r) 从小到大排序。对每个点 (z) 维护 (Left[z]) 数组，表示若 (lleq Left[z])，那么 (z) 就可以贡献答案；通俗地讲，(Left[z]) 就是 (z) 可以产生贡献的最大的 (l)。那么随着 (r) 的递增，(Left[z]) 肯定是单调不降的。

对于当前要更新的点 (r)，令 (zgets r)，让 (z) 顺着重链往上跳，每次让 (z) 移动到 (mathbb{father}(mathbb{top}(z)))。

1. 找见 (r) 在 (z) 处的后继 (y_0)。将点对 ((r,z)) 挂在 (y_0) 处，表示若 (rgeq y_0)，则 (Left[z]getsmax{Left[z],r })。
2. 找见 (r) 在 (z) 处的前驱 (x_0)。直接令 (Left[z]gets max{Left[z],x_0 })。

这样为什么就能枚举到所有可能发生改变的 (z) 呢？考虑轻重链剖分的性质，一个点 (z) 最多只会有一个向下坠的重边，而上述的统计过程是在轻边处统计的。由于 (x) 和 (y) 一定在不同的子树中，所以 (z) 要么在 (r) 充当 (x) 的角色的时候被枚举到，要么在 (r) 充当 (y) 的角色的时候被枚举到。

统计答案用一个权值树状数组即可。

三、代码：

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <set>
#include <vector>
#include <map>
#include <algorithm>

using namespace std;
#define FILEIN(s) freopen(s, "r", stdin)
#define FILEOUT(s) freopen(s, "w", stdout)
#define mem(s, v) memset(s, v, sizeof s)

inline int read(void) {
    int x = 0, f = 1; char ch = getchar();
    while (ch < '0' || ch > '9') { if (ch == '-') f = -1; ch = getchar(); }
    while (ch >= '0' && ch <= '9') { x = x * 10 + ch - '0'; ch = getchar(); }
    return f * x;
}

const int MAXN = 3e5 + 5, INF = 0x3f3f3f3f;

int n, Q;
int siz[MAXN], son[MAXN], fa[MAXN], top[MAXN];
int Left[MAXN], ans[MAXN];
set<int>S[MAXN];
map<int, int>lower[MAXN], upper[MAXN];
vector<int>linker[MAXN];
vector<pair<int, int> >ope[MAXN];

struct Query {
    int l, r, id;
    inline friend bool operator <(const Query &a, const Query &b) {
        return a.r < b.r;
    }
}q[MAXN];

namespace BIT {
#define lowbit(x) (x & (-x))
    int tr[MAXN];
    inline void add(int p, int x) { // 树状数组的值域包含0，所以先将p++。
        ++ p;
        for (; p <= n + 1; p += lowbit(p))
            tr[p] += x;
    }
    inline int sum(int p) {
        int res = 0;
        ++ p;
        for (; p; p -= lowbit(p))
            res += tr[p];
        return res;
    }
    inline int query(int l, int r) {
        return sum(r) - sum(l - 1);
    }
}

void dfs1(int x, int father) {
    siz[x] = 1;
    fa[x] = father;
    for (auto &y : linker[x]) {
        if (y == father) continue;
        dfs1(y, x);
        if (siz[y] > siz[son[x]]) son[x] = y;
        siz[x] += siz[y];
    }
}

void dfs2(int x, int first) {
    top[x] = first;
    if (son[x]) dfs2(son[x], first);
    for (auto &y : linker[x]) {
        if (y == fa[x] || y == son[x]) continue;
        dfs2(y, y);
    }
}

void dfs3(int x) {
    if (!son[x]) { S[x].insert(x); return; }
    dfs3(son[x]);

    for (int i = 0; i < (int)linker[x].size(); ++ i) {
        int y = linker[x][i];
        if (y == fa[x] || y == son[x]) continue;
        dfs3(y);

        for (auto &p : S[y]) {
            lower[p][x] = 0;
            upper[p][x] = INF;

            set<int>::iterator it = S[x].lower_bound(p);
            if (it != S[x].end()) upper[p][x] = *it;
            if (it != S[x].begin()) { -- it; lower[p][x] = *it; }

            it = S[son[x]].lower_bound(p);
            if (it != S[son[x]].end()) upper[p][x] = min(upper[p][x], *it);
            if (it != S[son[x]].begin()) { -- it; lower[p][x] = max(lower[p][x], *it); }
        }
        for (auto &p : S[y]) S[x].insert(p);
    }

    swap(S[x], S[son[x]]);
    for (int i = (int)linker[x].size() - 1; i >= 0; -- i) {
        int y = linker[x][i];
        if (y == fa[x] || y == son[x]) continue;

        for (auto &p : S[y]) {
            set<int>::iterator it = S[x].lower_bound(p);
            if (it != S[x].end()) upper[p][x] = min(upper[p][x], *it);
            if (it != S[x].begin()) { -- it; lower[p][x] = max(lower[p][x], *it); }
        }
        for (auto &p : S[y]) S[x].insert(p);
    }
    S[x].insert(x);
}

int main() {
    FILEIN("party.in"); FILEOUT("party.out");
    n = read(); Q = read();
    for (int i = 1; i < n; ++ i) {
        int x = read(), y = read();
        linker[x].push_back(y);
        linker[y].push_back(x);
    }
    dfs1(1, 0);
    dfs2(1, 1);
    dfs3(1);
    for (int i = 1; i <= Q; ++ i) {
        q[i].l = read(); q[i].r = read();
        q[i].id = i;
    }
    sort(q + 1, q + Q + 1);
    int R = 0;
    BIT::add(0, n);
    for (int i = 1; i <= Q; ++ i) {
        while (R < q[i].r) {
            ++ R;
            // Left[R] = max(Left[R], R);
            if (R > Left[R]) {
                BIT::add(Left[R], -1);
                Left[R] = R;
                BIT::add(Left[R], 1);
            }
            for (auto &p : ope[R]) {
                int x = p.first, z = p.second;
                // Left[z] = max(Left[z], x);
                if (x > Left[z]) {
                    BIT::add(Left[z], -1);
                    Left[z] = x;
                    BIT::add(Left[z], 1);
                }
            }

            int x = fa[top[R]];
            while (x) {
                int y0 = upper[R][x];
                if (y0 <= n) ope[y0].push_back({ R, x });

                int x0 = lower[R][x];
                // Left[x] = max(Left[x], x0);
                if (x0 > Left[x]) {
                    BIT::add(Left[x], -1);
                    Left[x] = x0;
                    BIT::add(Left[x], 1);
                }

                x = fa[top[x]];
            }
        }
        ans[q[i].id] = BIT::query(q[i].l, n);
    }
    for (int i = 1; i <= Q; ++ i) {
        printf("%d
", ans[i]);
    }
    return 0;
}