uoj#P994. 【NOI2025】数字树
【NOI2025】数字树
给定一棵 $4n - 1$ 个结点的二叉树,其中每个非叶结点都有 恰好 两个子结点。非叶结点编号为 $1$ 到 $2n - 1$,叶子结点编号为 $2n$ 到 $4n - 1$。初始时,每个叶子结点上都没有数字。
定义一个 DFS 序是 优美的,当且仅当按该 DFS 序将 所有标有数字的叶子结点 上的数字拼成一个序列时,该序列可以通过若干次 消除相邻相同数字 的方式得到空序列。例如,在下图中,若叶子结点 $4, 6$ 上标有数字 $1$,叶子结点 $5, 7$ 上标有数字 $2$,则按 DFS 序 $[1, 4, 2, 7, 3, 5, 6]$ 将所有标有数字的叶子结点上的数字拼成的序列为 $[1, 2, 2, 1]$,可以通过消除相邻的 $2$ 的方式得到 $[1, 1]$,再通过消除相邻的 $1$ 的方式得到空序列,因此该 DFS 序是优美的;而按 DFS 序 $[1, 4, 2, 3, 5, 6, 7]$ 将所有标有数字的叶子结点上的数字拼成的序列为 $[1, 2, 1, 2]$,无法通过若干次消除相邻相同数字的方式得到空序列,因此该 DFS 序不是优美的。

给定 $n$ 次操作,第 $i$ ($1 \leq i \leq n$) 次操作会选择两个 没有数字 的叶子结点,然后将这两个结点标上数字 $i$。保证在每次操作后,存在至少一个优美的 DFS 序。你需要求出每次操作后的优美的 DFS 序的数量。由于答案可能较大,你只需要求出答案对 $1,000,000,007$ 取模后的结果。
输入格式
输入的第一行包含一个非负整数 $c$,表示测试点编号。$c = 0$ 表示该测试点为样例。
输入的第二行包含一个正整数 $n$,表示二叉树的结点个数为 $4n - 1$。
输入的第 $i + 2$ ($1 \leq i \leq 2n - 1$) 行包含两个正整数 $l_i$ 和 $r_i$,分别表示结点 $i$ 的左右子结点。保证 $i < l_i, r_i \leq 4n - 1$,且所有的 $l_i, r_i$ 互不相同。
输入的第 $i + 2n - 1$ ($1 \leq i \leq n$) 行包含两个正整数 $a_i, b_i$,表示第 $i$ 次操作选择的叶子结点的编号。保证 $2n \leq a_i, b_i \leq 4n - 1$,且所有的 $a_i, b_i$ 互不相同。
输出格式
输出 $n$ 行,其中第 $i$ ($1 \leq i \leq n$) 行包含一个非负整数,表示第 $i$ 次操作后的优美的 DFS 序的数量对 $1,000,000,007$ 取模后的结果。
输入输出样例 #1
输入 #1
0 2 4 2 3 7 5 6 4 6 5 7
输出 #1
8 4
输入输出样例 #2
输入 #2
0 6 2 3 4 21 22 23 5 11 6 8 7 9 12 13 10 18 14 15 16 17 19 20 12 13 14 15 16 19 17 18 20 21 22 23
输出 #2
2048 2048 2048 1024 512 512
说明/提示
样例 1 解释
该样例即【题目描述】中所示的例子。 - 第一次操作后,叶子结点 $4$ 和 $6$ 上标有数字 $1$,叶子结点 $5$ 和 $7$ 上没有数字,因此按任意 DFS 序拼成的序列均为 $[1, 1]$,即所有的 $2^3 = 8$ 个 DFS 序都是优美的。 - 第二次操作后,叶子结点 $4 \sim 7$ 上分别标有数字 $1, 2, 1, 2$,因此共有 $4$ 个优美的 DFS 序,分别为 $[1, 4, 2, 3, 6, 5, 7], [1, 4, 2, 7, 3, 5, 6], [1, 2, 3, 6, 5, 7, 4], [1, 2, 7, 3, 5, 6, 4]$。
样例 3
见选手目录下的 tree/tree3.in 与 tree/tree3.ans。
该样例满足测试点 $6 \sim 10$ 的约束条件。
样例 4
见选手目录下的 tree/tree4.in 与 tree/tree4.ans。
该样例满足测试点 $11, 12$ 的约束条件。
样例 5
见选手目录下的 tree/tree5.in 与 tree/tree5.ans。
该样例满足测试点 $17 \sim 20$ 的约束条件。
样例 6
见选手目录下的 tree/tree6.in 与 tree/tree6.ans。
该样例满足测试点 $24, 25$ 的约束条件。
数据范围
对于所有测试数据,保证:
- $1 \leq n \leq 2 \times 10^5$;
- 对于所有 $1 \leq i \leq 2n - 1$,均有 $i < l_i, r_i \leq 4n - 1$,且所有的 $l_i, r_i$ 互不相同;
- 对于所有 $1 \leq i \leq n$,均有 $2n \leq a_i, b_i \leq 4n - 1$,且所有的 $a_i, b_i$ 互不相同;
- 在每次操作后,存在至少一个优美的 DFS 序。
| 测试点编号 | $n \leq$ | 特殊性质 |
|---|---|---|
| $1, 2$ | $10$ | 无 |
| $3 \sim 5$ | $10^2$ | A |
| $6 \sim 10$ | $10^2$ | 无 |
| $11, 12$ | $10^3$ | A |
| $13, 14$ | $10^3$ | 无 |
| $15, 16$ | $5 \times 10^4$ | AB |
| $17 \sim 20$ | $5 \times 10^4$ | B |
| $21, 22$ | $5 \times 10^4$ | 无 |
| $23$ | $2 \times 10^5$ | A |
| $24, 25$ | $2 \times 10^5$ | 无 |
特殊性质 A:保证每次操作选择的两个叶子结点位于结点 1 的不同子树内。
特殊性质 B:保证存在非负整数 $m$ 满足 $n = 2^m$,且对于所有 $1 \leq i \leq 2n - 1$,均有 $l_i = 2i, r_i = 2i + 1$。
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