蓝桥杯 2023 省A 颜色平衡树

树上启发式合并是一个巧妙的方法。
 

dsu on tree,可以称为树上启发式合并,是一种巧妙的暴力。用一个全局数组存储结果,对于每棵子树,有以下操作:

先遍历轻儿子,处理完轻儿子后将数组清零(要再遍历一次来清零)
遍历重儿子,遍历完不用清零,再遍历,将轻儿子合并到重儿子上去,其合并结果存储于全局数组
用此时的全局数组来计算父亲
重儿子: 对于一个非叶节点u ,设v 是u 的儿子,且以v 为根的子树包含的节点比以u 的其他儿子为根的子树包含的节点都多,则称v 为u 的重儿子

轻儿子: 对于一个非叶节点u ,在u 的各个儿子中,除了重儿子,都是轻儿子

这题还有个关键就是如何判断是否所有存在的颜色个数相同
有个好思路就是,设立全局变量min和max,表示的是子树u的存在的的颜色的最多数量和最小数量,若min==max,则就是满足条件的子树。


 

#include <iostream>
#include <bits/stdc++.h> // 包含常用的标准库头文件
using namespace std;int n; // 存储节点数量// 结构体定义边
struct edge
{int y, next; // 存储节点编号和下一条边的位置
} e[400002]; // 全局数组,存储边信息int first[200001]; // 存储每个节点的第一条边的位置
// 第一个参数为节点编号,第二个参数为节点的颜色编号
int col[200001];
// 存储每个节点的子树大小和重儿子
int size[200001], mson[200001];
// 存储每个颜色对应的节点数量,以及该数量对应的颜色数量
int t[2][200010], mi, ma;
int ans; // 存储结果// 添加边的函数
void add_edge(int x, int y)
{static int len = 0; // 静态变量,用于记录边的数量e[++len] = {y, first[x]}; // 将边的信息存入数组中first[x] = len; // 更新节点的第一条边的位置为当前边的位置
}// 深度优先搜索,用于计算每个节点的子树大小和重儿子
void dfs0(int x)
{size[x] = 1; // 初始化当前节点的子树大小为1// 遍历当前节点的每一条边for (int i = first[x]; i != 0; i = e[i].next){int y = e[i].y; // 获取当前边连接的节点编号dfs0(y); // 递归调用,计算子树的大小// 更新当前节点的重儿子if (size[y] > size[mson[x]])mson[x] = y;size[x] += size[y]; // 更新当前节点的子树大小}
}// 添加节点颜色数量信息到数组t中
void add(int x)
{t[1][t[0][x]]--; // 将原来颜色数量对应的颜色数量减1t[0][x]++; // 将当前颜色数量加1t[1][t[0][x]]++; // 将新的颜色数量对应的颜色数量加1// 更新颜色数量的最小值和最大值if (t[0][x] < mi)mi = t[0][x];if (t[0][x] > ma)ma = t[0][x];// 如果颜色数量为0,则颜色数量最小值加1if (!t[1][mi])mi++;
}// 删除节点颜色数量信息从数组t中
void del(int x)
{t[1][t[0][x]]--; // 将原来颜色数量对应的颜色数量减1t[0][x]--; // 将当前颜色数量减1t[1][t[0][x]]++; // 将新的颜色数量对应的颜色数量加1// 更新颜色数量的最小值if (t[0][x] && t[0][x] < mi)mi = t[0][x];// 如果颜色数量为0,则颜色数量最大值减1if (!t[1][ma])ma--;
}// 遍历以x为根节点的子树,根据type类型进行颜色数量的操作
void dfs1(int x, int type)
{if (type == 0)del(col[x]); // 删除节点颜色数量信息elseadd(col[x]); // 添加节点颜色数量信息// 遍历当前节点的每一个子节点for (int i = first[x]; i; i = e[i].next){int y = e[i].y; // 获取当前边连接的节点编号dfs1(y, type); // 递归调用,处理子节点的信息}
}// 遍历以x为根节点的子树,统计颜色数量相等的子树数量
void dfs2(int x)
{// 遍历当前节点的每一个子节点for (int i = first[x]; i; i = e[i].next){int y = e[i].y; // 获取当前边连接的节点编号// 如果当前节点是重儿子,则跳过if (y == mson[x])continue;dfs2(y); // 递归调用,处理非重儿子的子树dfs1(y, 0); // 处理非重儿子的节点颜色数量信息}// 如果存在重儿子,则处理重儿子的子树if (mson[x])dfs2(mson[x]);// 遍历当前节点的每一个子节点for (int i = first[x]; i; i = e[i].next){int y = e[i].y; // 获取当前边连接的节点编号// 如果当前节点是重儿子,则跳过if (y == mson[x])continue;dfs1(y, 1); // 处理非重儿子的节点颜色数量信息}add(col[x]); // 添加当前节点的颜色数量信息// 如果颜色数量最小值等于颜色数量最大值,说明当前子树中的颜色数量相等if (mi == ma)ans++;
}int main()
{cin >> n; // 输入节点数量int y; // 存储父节点编号for (int i = 1; i <= n; i++){cin >> col[i] >> y; // 输入节点颜色和父节点编号add_edge(y, i); // 添加边信息}dfs0(1); // 计算每个节点的子树大小和重儿子mi = 1; // 初始化颜色数量的最小值为1dfs2(1); // 遍历树的根节点,并统计颜色数量相等的子树数量cout << ans; // 输出结果return 0;
}

进一步注释:
 

len配合first数组,可以记录边的序号。

edge 结构体定义了树的边的信息,其中 ynext 分别代表了以下含义:

  • y:表示当前边所连接的节点的编号。在树的边结构中,每条边连接两个节点,y 就是其中一个节点的编号,表示了这条边连接到了哪个节点。

  • next:表示当前节点 x 的下一条邻接边在边数组中的位置。因为这是一个邻接表的表示方式,所以 next 记录了节点 x 的下一条邻接边在边数组中的位置,以便能够快速地遍历节点 x 的所有邻接边。

t[2][200001]:
       第一行 (t[0][...]) 用于记录每种颜色出现的次数。
       第二行 (t[1][...]) 用于记录不同出现次数的颜色数目。

具体地,t[0][x] 表示颜色 x 出现的次数,而 t[1][y] 表示出现 y 次的不同颜色的数目。通过这个数组,可以实现对每种颜色的统计。

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