蓝桥杯第 3 场 算法季度赛第八题 升级电缆题解

news/2024/7/2 7:12:19/文章来源:https://www.cnblogs.com/Athanasy/p/18275996

题目链接:升级电缆

貌似大部分人一开始想偏了,想些多 \(\log\) 的做法。大思路很简单,常见的最大化最小值,那么就是考虑二分最小值,然后通过限制进行 \(check\)

显然 \(<mid\) 的所有速度需要增大,增大会使用开销 \(c\),考虑 \(c\) 之和不超过 \(limit\),除此之外注意到可能新的 \(v\) 还是 \(< mid\),所以需要注意上界 \(r\) 其实应该是最小的 \(s\),变化后的速度,这样保证每个比它小的 \(v\) 变化以后一定比它大。

先讲讲比较无脑的一些做法,考虑链信息使用树剖维护,那么我们可以任意查询一条链上的信息,这个查询的复杂度是双 \(\log\) 的,然后再支持二分杂七杂八的,那么这题可能有一些比较假的 \(3\log\) 做法,可能有些人可以卡过去吧。当然可以用 \(GBT\) 优化一个 \(\log\)

观察到答案显然是跟二分性有关,那么常见的这种树上的思路,并且是多次查询的有两个方向:

  1. 二分 + \(\text{树类 ds 查询信息 进行 check}\)

  2. 在树上进行二分答案。

后者比较苛刻,对于树类问题,常常需要可能某个轴需要维护的是可差分的信息。

说说前者,比较暴力一点,观察到这个题涉及到的一些信息需要维护:

  1. 关于 \(v,s\) 所在的值域限制轴。

  2. 关于 \(c\) 开销总和的信息统计。

  3. 关于树上链 \((u,v)\) 的限制。

那么我们发现,有两对偏序限制 \((1,3)\)。那么我们至少需要维护一个类似树套树的结构才能维护关于第二点 \(c\) 的开销总和信息。

考虑特殊的树套树,单 \(\log\) 的主席树。

基于第一种做法,显然没啥好说的,既然是使用主席树维护信息,那么观察到 \(1\) 的偏序关系即为:\(\le v/s\),即为前缀偏序,而 \(3\) 的偏序则是树上的范围性查询。显然 \(1\) 这点可以直接使用主席树本身就是维护了一个外层的前缀偏序信息,即 \(root[i]\) 表示 \(val \le i\) 的主席树,内层基于边化点以后再维护一个基于 剖分序 的偏序信息即可通过树上前缀和进行查询。

码量上应该还是不算小的,还需要写一个边化点的树链剖分,不会的可以做做 \(QTree\),还需要离散化下。这个做法显然是双 \(\log\) 的。

考虑下第二种做法:

需要支持树上二分答案,那么信息要求是比较苛刻的,外轴显然是需要一个用于可差分的信息偏序限制,而维护的信息则为可差分信息,内轴即为真正的二分答案轴。

这其实是一个基础板子,不会的可以去学学树上主席树:Count on a tree

那么问题就很简单了,对外轴维护关于 \((u,v)\) 的偏序,即 \(root[u]\) 即为 \(u \rightarrow 1\) 这条路径上的所有点的累计信息,放在了对应的主席树上。

而二分的轴即为内轴,设置信息的轴,即为 \(v/s\) 的值域轴。

而维护的信息必须为可差分信息,那么显然为前两者作用下的 \(sum_c\),关于这个限制条件下的操作累计和。

这样一来就可以进行正确的主席树上的二分了,然后有些人想要找二分的上界 \(s_{min}\) 还写了一些树剖、倍增之类的查询链上最小值,这是完全没必要的。

考虑下:当存在 \(j<i,s_j <s_i\),那么此时此刻显然 \(s_i\) 不合法,那么只需要让 \(s_i\) 左侧不合法就行:

当左侧出现 \(s\) 时,显然一定 check 失败。这太容易了,设置 \(s_j\) 处为无穷大,这样一来开销一定超过 \(limit\),一定不成立,一定往左找,这样一来如果存在最小的 \(s\) 是二分答案,那么我们也可以恰好二分到它了。注意 \(limit \le 1e18\),那么这个无穷大最好使用 \(int128\) 来进行存储操作和,至于 \(lca\) 随便倍增求求就行了。单 \(\log\) 常数很小,如果是嵌套 \(\log\),最好离散化下,否则常数是很大的。

参照代码
#include <bits/stdc++.h>// #pragma GCC optimize(2)
// #pragma GCC optimize("Ofast,no-stack-protector,unroll-loops,fast-math")
// #pragma GCC target("sse,sse2,sse3,ssse3,sse4.1,sse4.2,avx,avx2,popcnt,tune=native")#define isPbdsFile#ifdef isPbdsFile#include <bits/extc++.h>#else#include <ext/pb_ds/priority_queue.hpp>
#include <ext/pb_ds/hash_policy.hpp>
#include <ext/pb_ds/tree_policy.hpp>
#include <ext/pb_ds/trie_policy.hpp>
#include <ext/pb_ds/tag_and_trait.hpp>
#include <ext/pb_ds/hash_policy.hpp>
#include <ext/pb_ds/list_update_policy.hpp>
#include <ext/pb_ds/assoc_container.hpp>
#include <ext/pb_ds/exception.hpp>
#include <ext/rope>#endifusing namespace std;
using namespace __gnu_cxx;
using namespace __gnu_pbds;
typedef long long ll;
typedef long double ld;
typedef pair<int, int> pii;
typedef pair<ll, ll> pll;
typedef tuple<int, int, int> tii;
typedef tuple<ll, ll, ll> tll;
typedef unsigned int ui;
typedef unsigned long long ull;
#define hash1 unordered_map
#define hash2 gp_hash_table
#define hash3 cc_hash_table
#define stdHeap std::priority_queue
#define pbdsHeap __gnu_pbds::priority_queue
#define sortArr(a, n) sort(a+1,a+n+1)
#define all(v) v.begin(),v.end()
#define yes cout<<"YES"
#define no cout<<"NO"
#define Spider ios_base::sync_with_stdio(false);cin.tie(nullptr);cout.tie(nullptr);
#define MyFile freopen("..\\input.txt", "r", stdin),freopen("..\\output.txt", "w", stdout);
#define forn(i, a, b) for(int i = a; i <= b; i++)
#define forv(i, a, b) for(int i=a;i>=b;i--)
#define ls(x) (x<<1)
#define rs(x) (x<<1|1)
#define endl '\n'
//用于Miller-Rabin
[[maybe_unused]] static int Prime_Number[13] = {0, 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37};template <typename T>
int disc(T* a, int n)
{return unique(a + 1, a + n + 1) - (a + 1);
}template <typename T>
T lowBit(T x)
{return x & -x;
}template <typename T>
T Rand(T l, T r)
{static mt19937 Rand(time(nullptr));uniform_int_distribution<T> dis(l, r);return dis(Rand);
}template <typename T1, typename T2>
T1 modt(T1 a, T2 b)
{return (a % b + b) % b;
}template <typename T1, typename T2, typename T3>
T1 qPow(T1 a, T2 b, T3 c)
{a %= c;T1 ans = 1;for (; b; b >>= 1, (a *= a) %= c) if (b & 1) (ans *= a) %= c;return modt(ans, c);
}template <typename T>
void read(T& x)
{x = 0;T sign = 1;char ch = getchar();while (!isdigit(ch)){if (ch == '-') sign = -1;ch = getchar();}while (isdigit(ch)){x = (x << 3) + (x << 1) + (ch ^ 48);ch = getchar();}x *= sign;
}template <typename T, typename... U>
void read(T& x, U&... y)
{read(x);read(y...);
}template <typename T>
void write(T x)
{if (typeid(x) == typeid(char)) return;if (x < 0) x = -x, putchar('-');if (x > 9) write(x / 10);putchar(x % 10 ^ 48);
}template <typename C, typename T, typename... U>
void write(C c, T x, U... y)
{write(x), putchar(c);write(c, y...);
}template <typename T11, typename T22, typename T33>
struct T3
{T11 one;T22 tow;T33 three;bool operator<(const T3 other) const{if (one == other.one){if (tow == other.tow) return three < other.three;return tow < other.tow;}return one < other.one;}T3(){one = tow = three = 0;}T3(T11 one, T22 tow, T33 three) : one(one), tow(tow), three(three){}
};template <typename T1, typename T2>
void uMax(T1& x, T2 y)
{if (x < y) x = y;
}template <typename T1, typename T2>
void uMin(T1& x, T2 y)
{if (x > y) x = y;
}constexpr int N = 1e5 + 10;
constexpr int MX = 1e9;
constexpr ll INF = 1e18;
constexpr int T = log2(N) + 1;
typedef __int128 i128;struct Node
{int left, right;i128 sum;
} node[N << 6];#define left(x) node[x].left
#define right(x) node[x].right
#define sum(x) node[x].sum
int cnt;
int fa[N][T + 1], deep[N];inline void add(const int pre, int& curr, const int pos, const ll val, const int l = 1, const int r = MX)
{node[curr = ++cnt] = node[pre];sum(curr) += val;if (l == r) return;const int mid = l + r >> 1;if (pos <= mid) add(left(pre),left(curr), pos, val, l, mid);else add(right(pre),right(curr), pos, val, mid + 1, r);
}inline int query(const int rtU, const int rtV, const int rtLCA, const ll sumV, const int l = 1, const int r = MX)
{if (l == r) return l;const int mid = l + r >> 1;const i128 leftSum = sum(left(rtU)) + sum(left(rtV)) - 2 * sum(left(rtLCA));if (leftSum > sumV) return query(left(rtU),left(rtV),left(rtLCA), sumV, l, mid);return query(right(rtU),right(rtV),right(rtLCA), sumV - leftSum, mid + 1, r);
}typedef tuple<int, int, int, int> t4;
vector<t4> child[N];
int n, q;
int root[N];inline void dfs(const int curr, const int pa)
{deep[curr] = deep[fa[curr][0] = pa] + 1;forn(i, 1, T) fa[curr][i] = fa[fa[curr][i - 1]][i - 1];for (const auto [nxt,v,c,s] : child[curr]){if (nxt == pa) continue;root[nxt] = root[curr];add(root[nxt], root[nxt], v, c);add(root[nxt], root[nxt], s, INF);dfs(nxt, curr);}
}inline int LCA(int x, int y)
{if (deep[x] < deep[y]) swap(x, y);forv(i, T, 0) if (deep[fa[x][i]] >= deep[y]) x = fa[x][i];if (x == y) return x;forv(i, T, 0) if (fa[x][i] != fa[y][i]) x = fa[x][i], y = fa[y][i];return fa[x][0];
}inline void solve()
{cin >> n;forn(i, 1, n-1){int x, y, v, c, s;cin >> x >> y >> v >> c >> s;child[x].emplace_back(y, v, c, s);child[y].emplace_back(x, v, c, s);}dfs(1, 0);cin >> q;while (q--){int u, v;ll sum;cin >> u >> v >> sum;const int lca = LCA(u, v);cout << query(root[u], root[v], root[lca], sum) << endl;}
}signed int main()
{// MyFileSpider//------------------------------------------------------// clock_t start = clock();int test = 1;//    read(test);// cin >> test;forn(i, 1, test) solve();//    while (cin >> n, n)solve();//    while (cin >> test)solve();// clock_t end = clock();// cerr << "time = " << double(end - start) / CLOCKS_PER_SEC << "s" << endl;
}

\[时间复杂度为:预处理\ O(n(\log{n}+\log{V})),查询\ O(q\log{V}) \]

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