1 条题解

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    @ 2022-4-12 13:17:41

    题意:

    给一个带点权 aia_inn 个点的树,初始根为 11 ,支持 mm 次(任意1 / 2):

    1. 换根。
    2. 查询两个子树的相同点对数(各取一个点权值相同)。

    $1 \leq n \leq 10 ^ 5, 1 \leq m \leq 5 \times 10 ^ 5, 1 \leq a_i \leq 10 ^ 9$ 。

    题解:

    首先查询转化为以 11 为根的树的 dfs 序序列上的区间查询。

    考虑以 11 为根的子树及其 dfs 序:

    • 现在的根在结点 xx 的子树外侧,则当前的子树还是结点 xx 的子树,对应当前子树的区间
    • xx 为当前根,xx 的子树为整个树,对应区间 [1,n][1, n]
    • 当前的根在 xx 的子树内,则挖去当前根所在的 xx 的孩子的子树,考虑的区间变成 [1,l1],[r+1,n][1, l - 1], [r + 1, n] 的形式。

    对于同询问涉及多区间,可差分的信息,差分成若干前缀和的和差。

    对于同询问两区间相互贡献,可以差分两边,并做笛卡尔积。

    笛卡尔积的结果是 (li,ri,op)(l_i, r_i, \operatorname{op}) ,表示 [1,li][1, l_i][1,ri][1, r_i] 的相互贡献。

    推导的过程是这样的:

    $$\begin{aligned} &F(l_1, r_1, l_2, r_2) \\ = &F(1, r_1, l_2, r_2) - F(1, l_1 - 1, l_2, r_2)\\ =&F(1, r_1, 1, r_2) - F(1, r_1, 1, l_2 - 1) - F(1, l_1 - 1, 1, r_2) + F(1, l_1 - 1, 1, l_2 - 1) \end{aligned} $$

    查询两个前缀区间的贡献,用两个指针表示前缀已加入集合。由于两个指针可以遵循莫队分块排序的规则移动(复杂度同阶于最小曼哈顿距离生成树),所以是 nm+mn \sqrt m + m 的。

    不基排也能过。但这时候由于大常数(区间有至多 9m9m 个),瓶颈可能落在 O(mlogm)\mathcal{O}(m \log m) 的排序上。

    const int maxn = 1e5 + 10;
    vector< vector<int> > g;
    vector<int> a, da, idfn, siz, dep, h, belong;
    int fa[maxn][21];
    int top;
    void raw_dfs(int cur, int pre) {
        da[++ top] = a[cur]; idfn[cur] = top; dep[cur] = dep[pre] + 1;
        siz[cur] = 1; fa[cur][0] = pre;
        rep(i,1,20) fa[cur][i] = fa[fa[cur][i - 1]][i - 1];
        for(int ver : g[cur]) if(ver != pre) {
                raw_dfs(ver, cur);
                siz[cur] += siz[ver];
            }
    }
    inline int lowbit(int &x) { return x & (-x); }
    inline int jump(int cur, int tm) {
        for(; tm; tm -= lowbit(tm)) cur = fa[cur][h[lowbit(tm)]];
        return cur;
    }
    
    struct ask { int l, r, sign, id; };
    inline bool mocmp(ask &a, ask &b) {
        return belong[a.l] ^ belong[b.l] ? belong[a.l] < belong[b.l] : belong[a.l] & 1 ? a.r < b.r : a.r > b.r;
    }
    int cnt[2][maxn], n;
    ll calc = 0;
    inline void add(int x, int id) {
        ++ cnt[id][da[x]]; calc += cnt[id ^ 1][da[x]];
    }
    inline void del(int x, int id) {
        -- cnt[id][da[x]]; calc -= cnt[id ^ 1][da[x]];
    }
    
    inline void brk(int x, int root, vector< pair<int,int> > &vec) {
        if(x == root) { vec.push_back({n, 1}); return ; }
        int s = root;
        if(dep[x] < dep[root]) s = jump(s, dep[root] - dep[x] - 1);
        if(dep[x] >= dep[root] || fa[s][0] != x) {
            vec.push_back({idfn[x] + siz[x] - 1, 1});
            if(idfn[x] != 1) vec.push_back({idfn[x] - 1, -1});
        } else {
            int l = idfn[s], r = idfn[s] + siz[s] - 1;
            if(r != n) {
                vec.push_back({n, 1});
                vec.push_back({r, -1});
            }
            if(l != 1) vec.push_back({l - 1, 1});
        }
    }
    
    signed main() {
        n = read();
        int m = read();
        vector<int> b(n);
        a.resize(n + 1), da.resize(n + 1); g.resize(n + 1); idfn.resize(n + 1); siz.resize(n + 1); dep.resize(n + 1); h.resize(n + 1); belong.resize(n + 1);
    
        vector<ll> ans(m);
        for(int i = 1; (1 << i) <= n; ++ i)  h[1 << i] = i;
        rep(i,1,n) a[i] = read(), b[i - 1] = a[i];
        sort(b.begin(), b.end());
        auto ed = unique(b.begin(), b.end());
        rep(i,1,n) a[i] = lower_bound(b.begin(), ed, a[i]) - b.begin() + 1;
        int u, v;
        rep(i,1,n - 1) {
            u = read(), v = read();
            g[u].push_back(v);
            g[v].push_back(u);
        }
        raw_dfs(1, 0);
        vector< ask > as;
        int root = 1, opt, x, y, tot = -1;
        rep(i,1,m) {
            opt = read();
            if(opt == 1) {
                root = read();
            } else {
                x = read(), y = read();
                vector< pair<int,int> > ta, tb;
                brk(x, root, ta); brk(y, root, tb);
                ++ tot;
                for(auto &ita : ta) for(auto &itb : tb) {
                        int a = ita.first, b = itb.first;
                        if(a > b) swap(a, b);
                        as.push_back({a, b, ita.second * itb.second, tot});
                    }
            }
        }
        int mbs = max(1, (int)(n / sqrt(as.size() * 2.0 / 3)));
        rep(i,1,n) belong[i] = (i - 1) / mbs + 1;
        sort(as.begin(), as.end(), mocmp);
        int l = 0, r = 0;
        for(ask &cur : as) {
            // expand first
            while(r < cur.r) add(++ r, 1);
            while(l < cur.l) add(++ l, 0);
            while(r > cur.r) del(r --, 1);
            while(l > cur.l) del(l --, 0);
            ans[cur.id] += cur.sign * calc;
        }
        rep(i,0,tot) printf("%lld\n", ans[i]);
        return 0;
    }
    

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