洛谷P2014 选课（先序遍历优化树形背包）

题目

在大学里每个学生，为了达到一定的学分，必须从很多课程里选择一些课程来学习，在课程里有些课程必须在某些课程之前学习，如高等数学总是在其它课程之前学习。现在有N门功课，每门课有个学分，每门课有一门或没有直接先修课（若课程a是课程b的先修课即只有学完了课程a，才能学习课程b）。一个学生要从这些课程里选择M门课程学习，问他能获得的最大学分是多少？

思路

各种课程之间的关系显然是树形结构，显然可以用背包求解。

我们用(dp[x][j])表示在当前子树中选择了j门课所能获得的最大学分，之后每个点就都可以由它的子节点转移了。

#include<bits/stdc++.h>
#define M 305
using namespace std;
int n,m;
vector<int>G[M];
int A[M],sz[M];
int dp[M][M];
void dfs(int x,int f){
    int k=G[x].size();
    dp[x][1]=A[x];sz[x]=1;
    for(int i=0;i<k;i++){
        int u=G[x][i];
        if(u==f)continue;
        dfs(u,x);
        sz[x]+=sz[u];
        for(int j=min(m+1,sz[x]);j>=2;j--)
            for(int k=1;k<j;k++)
                dp[x][j]=max(dp[x][j],dp[x][k]+dp[u][j-k]);
    }
}
int main(){
    cin>>n>>m;
    for(int i=1,a;i<=n;i++){
        scanf("%d%d",&a,&A[i]);
        G[a].push_back(i);
    }
    dfs(0,-1);
    cout<<dp[0][m+1]<<endl;
    return 0;
}

然而,这不是重点

我们会发现以上的思路的复杂度是(O(n*m^2))，那我们能不能寻求更优的复杂度呢？

对于一棵子树而言，对于它我们只有两种状态，要么将其选中，同时选它子树中的点，要么直接跳过这一棵子树，所以我们不妨这样定义dp数组：

(dp[x][j])表示当前节点和它的兄弟节点中选j门课的最小值。

对于每个点，我们要记录子树的大小，和dfs序。

不难发现以下状态转移方程：

(dp[i][j]=max(dp[i+sz[ln[i]]][j],dp[i+1][j-1]+A[ln[i]]);)

即对于当前点而言，直接跳过这棵子树的情况，和搜集它子树内的信息。

因为树上的问题有着天然的顺序，所以，我们按dfs序倒着循环一遍就行了。

#include<bits/stdc++.h>
#define M 505
using namespace std;
int n,m,dp[M][M],A[M],sz[M];
vector<int>G[M];
int ln[M],tt;
void dfs(int x){
    ln[++tt]=x;sz[x]=1;
    for(int i=0;i<G[x].size();i++){
        int u=G[x][i];
        dfs(u);
        sz[x]+=sz[u];
    }
}
int main(){
    cin>>n>>m;
    for(int i=1,a,b;i<=n;i++)
        scanf("%d%d",&a,&A[i]),G[a].push_back(i);
    dfs(0);
    for(int i=n+1;i>=1;i--)
        for(int j=1;j<=m+1;j++)
            dp[i][j]=max(dp[i+sz[ln[i]]][j],dp[i+1][j-1]+A[ln[i]]);
    cout<<dp[1][m+1]<<endl;
    return 0;
}

对先序遍历优化树形背包不是很熟悉的同学可以去看看这个：网页链接