LuoguP5290 [十二省联考2019]春节十二响 | 启发式合并
还有33天就要高考了,我在干啥……
题目概述
一棵有根树,每个节点有权值。
要求把所有节点分成组,具有祖先-后代关系的两个节点不能被分到同一组。
每一组的代价是所包含的节点的最大权值,最小化所有组的代价之和。
题解
想了半天的树剖也没想出来,放弃梦想去看题解……(你怎么不先想想部分分啊喂)
发现是启发式合并。
考虑一条链(1号节点在中间的某个位置)咋做。
这棵树的形状是1号节点下面挂着两条长链。隶属于同一条链的节点都不能放在一组。那么只需要把两条链各自的最大值节点放到一组,各自的次大值节点放到一组……一条链被用完了,另一条中剩下的节点分别自成一组。
那么假如1号节点下面有更多条链呢?只需要合并完两条之后再把第三条合并进去,方法和上面相同。
那么整棵树其实也dfs然后对每个节点这么合并所有的儿子就好了。这个找最大值再找次大值再找次次大值……的数据结构,显然用堆。
如何优化复杂度呢?启发式合并。把每个节点的儿子按照对应堆的大小排个序,然后把小的往大的合并。这个启发式合并吧,和我们熟知的那个启发式合并还不太一样,复杂度非常神奇,合并两个堆之后新堆的大小是原先较大堆的大小,而合并需要的push、pop操作数是原先较小堆的大小。相当于把较小堆的每个元素以\(O(\log n)\)的复杂度“删去”了,“删去”以后就不再对总复杂度造成代价了。总共最多“删去”n个节点,每次复杂度\(O(\log n)\),总复杂度\(O(n\log n)\)。
写代码的时候会陷入僵局——若要保证复杂度正确,对应堆最大的那个儿子不能对复杂度做出贡献,也就是你不能动它的堆。然而全合并完之后,那个堆里面的东西要存在父亲节点对应的堆里面。昨天晚上我懵逼半天之后选择去睡觉,今天上数学课走神的时候才想到咋整……给每个节点设置个“id”,表示对应的堆的编号,这样堆存的地方不用动,交换父亲和最大儿子的id即可。
代码
#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <queue>
#define space putchar(' ')
#define enter putchar('\n')
using namespace std;
typedef long long ll;
template <class T>
void read(T &x){
bool op = 0;
char c;
while(c = getchar(), c < '0' || c > '9')
if(c == '-') op = 1;
x = c - '0';
while(c = getchar(), c >= '0' && c <= '9')
x = x * 10 + c - '0';
if(op) x = -x;
}
template <class T>
void write(T x){
if(x < 0) putchar('-'), x = -x;
if(x >= 10) write(x / 10);
putchar('0' + x % 10);
}
const int N = 200005;
int n, id[N];
ll w[N], ans;
vector <int> son[N];
priority_queue <int> que[N];
bool cmp(int a, int b){
return que[id[a]].size() > que[id[b]].size();
}
void dfs(int u){
vector <int> buf;
for(auto v: son[u])
dfs(v);
sort(son[u].begin(), son[u].end(), cmp);
for(auto v: son[u]){
if(que[id[u]].empty()) swap(id[u], id[v]);
else{
while(!que[id[v]].empty()){
int u_top = que[id[u]].top(), v_top = que[id[v]].top();
que[id[u]].pop(), que[id[v]].pop();
buf.push_back(max(u_top, v_top));
}
for(auto x: buf)
que[id[u]].push(x);
buf.clear();
}
}
que[id[u]].push(w[u]);
}
int main(){
read(n);
for(int i = 1; i <= n; i++)
read(w[i]), id[i] = i;
for(int i = 2, f; i <= n; i++)
read(f), son[f].push_back(i);
dfs(1);
while(!que[id[1]].empty())
ans += que[id[1]].top(), que[id[1]].pop();
write(ans), enter;
return 0;
}
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