[原创]SPOJ - COT Count on a tree [LCA+主席树]【数据结构】

2017-03-12 20:26:05 Tabris_ 阅读数：814

博客爬取于2020-06-14 22:41:18
以下为正文

版权声明：本文为Tabris原创文章，未经博主允许不得私自转载。
https://blog.csdn.net/qq_33184171/article/details/61631979

题目链接：http://www.spoj.com/problems/COT/en/
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COT - Count on a tree
#tree
You are given a tree with N nodes.The tree nodes are numbered from 1 to N.Each node has an integer weight.

We will ask you to perform the following operation:

u v k : ask for the kth minimum weight on the path from node u to node v

Input

In the first line there are two integers N and M.(N,M<=100000)

In the second line there are N integers.The ith integer denotes the weight of the ith node.

In the next N-1 lines,each line contains two integers u v,which describes an edge (u,v).

In the next M lines,each line contains three integers u v k,which means an operation asking for the kth minimum weight on the path from node u to node v.

Output

For each operation,print its result.

Example

Input:
8 58 5
105 2 9 3 8 5 7 7
1 2
1 3
1 4
3 5
3 6
3 7
4 8
2 5 1
2 5 2
2 5 3
2 5 4
7 8 2
Output:
2
8
9
105
7
Submit solution!

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题目大意:
就是求在树上 (u,v)的路上的第K小的权值

解题思路:
首先对于求第K小的问题 我们可以用主席树搞 ,没有问题,
但是对于一个树形结构,我们需要将其转化为线性,然后需要树剖才能做.

然后考虑链上的第k值怎么维护 ,
发现如果树剖计算的话 维护不了啊
因为(u,v)的路 可能在很多个链上,那么不能对每个求第K值,这样明显是错误的啊,

然后我们知道主席树其实就是维护了一个前缀和

那么我们可以对每一个节点到根节点建立前缀和,就能找任意一个节点到根节点的第K值,
那么根据主席树的性质,我们就能够计算(u,v)的路上的第K值了
只要在查询的时候稍改变一下就行了

1
cnt = sum[ls[u]]+sum[ls[v]]-sum[ls[lca(u,v)]]-sum[ls[fa[lca(u,v)]]];

不理解其实可以将主席树画出来 思考下 挺好理解的.

附本题代码
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1
2
3
4
5
6
7
8
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128
129
# pragma comment(linker, "/STACK:1024000000,1024000000")
# include<bits/stdc++.h>

using namespace std;

typedef unsigned long long int LL;

inline int read(){
    int x=0,f=1;char ch = getchar();
    while('0'>ch||ch>'9'){if('-'==ch)f=-1;ch=getchar();}
    while('0'<=ch&&ch<='9'){x=(x<<3)+(x<<1)+ch-'0';ch=getchar();}
    return x*f;
}
# define abs(x) ((x>0)?x:(-x))
/********************************/

const int N = 100000+7;

int n,m,w[N],b[N];

struct node{
    int to,next;
}G[N<<1];
int head[N],tot;

/**
ChairTree begin
*/
int rt[N],ls[N*20],rs[N*20],sum[N*20],chairtree,siz;

void build(int &rt,int l,int r){
    rt=++chairtree;
    sum[rt]=0;
    if(l>=r)return ;
    int m =((r-l)>>1)+l;
    build(ls[rt],l,m);
    build(rs[rt],m+1,r);
}

void update(int& rt,int l,int r,int last,int pos){
    rt=++chairtree;
    ls[rt]=ls[last];
    rs[rt]=rs[last];
    sum[rt]=sum[last]+1;

    if(l>=r) return ;
    int m=((r-l)>>1)+l;
    if(pos<=m) update(ls[rt],l  ,m,ls[last],pos);
    else       update(rs[rt],m+1,r,rs[last],pos);
}

int query(int rt,int l,int r,int last,int lca,int flca,int k){
    if(l>=r) return l;
    int m=((r-l)>>1)+l;
    int cnt=sum[ls[rt]]+sum[ls[last]]-sum[ls[lca]]-sum[ls[flca]];
    if(k<=cnt) query(ls[rt],l  ,m,ls[last],ls[lca],ls[flca],k);
    else       query(rs[rt],m+1,r,rs[last],rs[lca],rs[flca],k-cnt);
}

void dfs(int rt,int l,int r){

    int m = ((r-l)>>1)+l;
    printf("%d",sum[rt]);
    if(l>=r) return ;printf("( ");
    dfs(ls[rt],l,m);printf("_%*d,",2,ls[rt]);
    dfs(rs[rt],m+1,r);printf("_%*d )",2,rs[rt]);
}
/**
ChairTree end
*/

void add(int u,int v){
    G[++tot].to=v,G[tot].next=head[u],head[u]=tot;
    G[++tot].to=u,G[tot].next=head[v],head[v]=tot;
}

int dep[N],fa[N],sz[N],son[N];
void dfs1(int u,int f,int d){
    dep[u]=d,fa[u]=f,sz[u]=1,son[u]=0;
    for(int i=head[u],to;i;i=G[i].next){
        to=G[i].to;
        if(to==f)continue;
        dfs1(to,u,d+1);
        sz[u]+=sz[to];
        if(sz[son[u]]<sz[to])son[u]=to;
    }
}

int tree[N],top[N],pre[N],cnt;
void dfs2(int u,int tp){
    top[u]=tp,tree[u]=++cnt,pre[tree[u]]=u;
    update(rt[u],1,siz,rt[fa[u]],w[u]);
    if(!son[u])return;
    dfs2(son[u],tp);
    for(int i=head[u],to;i;i=G[i].next){
        to=G[i].to;
        if(to==fa[u]||to==son[u])continue;
        dfs2(to,to);
    }
}

int Lca(int x,int y){
    int fx=top[x],fy=top[y];
    while(fx!=fy){
        if(dep[fx]<dep[fy])swap(x,y),swap(fx,fy);
        x=fa[fx],fx=top[x];
    }
    if(dep[x]>dep[y])swap(x,y);
    return x;
}

int main(){
    n=read(),m=read();
    for(int i=1;i<=n;i++) w[i]=read(),b[i]=w[i];
    for(int i=1;i< n;i++) add(read(),read());
    fa[1]=0;
    sort(b+1,b+n+1);
    siz = unique(b+1,b+n+1)-(b+1);
    for(int i=1;i<=n;i++) w[i]=lower_bound(b+1,b+siz+1,w[i])-b;
    build(rt[0],1,siz);
    dfs1(1,0,1),dfs2(1,1);
    while(m--){
        int u,v,k;
        u=read(),v=read(),k=read();
        int lca=Lca(u,v);
        printf("%d\n",(b[query(rt[u],1,siz,rt[v],rt[lca],rt[fa[lca]],k)]));
    }
    return 0;
}