C23【模板】虚树

// 树上倍增+虚树+树形DP 150ms
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;

const int N=100005,M=N*2;
int h[N],to[M],ne[M],tot;
void add(int x,int y){ //连边
  to[++tot]=y;ne[tot]=h[x];h[x]=tot;
}
int dep[N],fa[N][20],siz[N];
int dfn[N],cnt; //dfs序
int s[N],top;   //栈
int n,k,q,a[N],ans;

void dfs(int x, int f){ //树上倍增
  dfn[x]=++cnt;
  dep[x]=dep[f]+1; fa[x][0]=f; siz[x]=1; 
  for(int i=1; i<=19; i++) 
    fa[x][i]=fa[fa[x][i-1]][i-1];
    
  for(int i=h[x]; i; i=ne[i]){
    int y=to[i];
    if(y==f) continue;
    dfs(y,x);
    siz[x]+=siz[y];
  }
}
int lca(int x, int y){ //求lca
  if(dep[x]<dep[y])swap(x, y);
  for(int i=19; ~i; i--)
    if(dep[fa[x][i]]>=dep[y])
      x=fa[x][i];
  if(x==y) return y;
  
  for(int i=19; ~i; i--)
    if(fa[x][i]!=fa[y][i])
      x=fa[x][i], y=fa[y][i];
  return fa[x][0];
}
int cmp(int a,int b){ 
  return dfn[a]<dfn[b];
}
void build(){ //建虚树
  sort(a+1,a+k+1,cmp); //按dfs序排序
  tot=0; //清空
  s[top=1]=1; //根节点入栈
  if(a[1]!=1) s[++top]=a[1];
  for(int i=2; i<=k; i++){ //枚举查询点
    int l=lca(s[top],a[i]);
    // 对当前链连边,top出栈
    while(top>1 && dep[s[top-1]]>=dep[l]) 
      add(s[top-1],s[top]), top--;
    // 对lca和top连边,top出栈,lca入栈
    if(l!=s[top]) add(l,s[top]), s[top]=l;
    // 查询点入栈
    s[++top]=a[i];
  }
  while(top) //对最后一条链连边,top出栈
    add(s[top-1],s[top]), top--;
}
void DP(int x){ //树形DP
  if(siz[x]){   //x是查询点
    for(int i=h[x]; i; i=ne[i]){
      DP(to[i]);
      if(siz[to[i]]) ans++, siz[to[i]]=0;
    }
  }
  else{ //x不是查询点
    for(int i=h[x]; i; i=ne[i]){
      DP(to[i]);
      siz[x]+=siz[to[i]], siz[to[i]]=0;
    }
    if(siz[x]>1) ans++, siz[x]=0;
  }
  h[x]=0; //清空
}
int main(){
  scanf("%d",&n);
  for(int i=1;i<n;i++){
    int x,y; scanf("%d%d",&x,&y);
    add(x,y); add(y,x);
  }
  dfs(1,0);
  memset(h+1,0,n<<2);
  memset(siz+1,0,n<<2); //清空
  scanf("%d",&q);
  while(q--){ 
    scanf("%d",&k);
    bool flag=0; siz[1]=0; //清空
    for(int i=1; i<=k; i++)
      scanf("%d",&a[i]),siz[a[i]]=1;
    for(int i=1; i<=k; i++)
      if(siz[fa[a[i]][0]]){ //无解
        while(k) siz[a[k--]]=0; //清空
        puts("-1"); flag=1; break;
      }
    if(flag) continue;
    build();
    ans=0; DP(1);
    printf("%d\n",ans);
  }
  return 0;
}

// 树链剖分+虚树+树形DP 110ms
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;

const int N=100005,M=N*2;
int h[N],to[M],ne[M],tot;
void add(int x,int y){ //连边
  to[++tot]=y;ne[tot]=h[x];h[x]=tot;
}
int fa[N],dep[N],siz[N],son[N],tp[N]; //重链
int dfn[N],cnt; //dfs序
int s[N],top;   //栈
int n,k,q,a[N],ans;

void dfs1(int x, int f){ //树链剖分
  dfn[x]=++cnt; 
  dep[x]=dep[f]+1; siz[x]=1; fa[x]=f;
  for(int i=h[x]; i; i=ne[i]){
    int y=to[i];
    if(y==f) continue;
    dfs1(y,x);
    siz[x]+=siz[y];
    if(siz[son[x]]<siz[y]) son[x]=y;
  }
}
void dfs2(int x, int t){ //树链剖分
  tp[x]=t; //链头
  if(!son[x]) return;
  dfs2(son[x],t); //搜重儿子
  for(int i=h[x]; i; i=ne[i]){
    int y=to[i];
    if(!tp[y]) dfs2(y,y); //搜轻儿子
  }
}
int lca(int x,int y){ //求lca
  while(tp[x]!=tp[y]){
    if(dep[tp[x]]<dep[tp[y]]) swap(x,y);
    x=fa[tp[x]];
  }
  return dep[x]<dep[y]?x:y;
}
int cmp(int a,int b){ 
  return dfn[a]<dfn[b];
}
void build(){ //建虚树
  sort(a+1,a+k+1,cmp); //按dfs序排序
  tot=0; //清空
  s[top=1]=1; //根节点入栈
  if(a[1]!=1) s[++top]=a[1];
  for(int i=2; i<=k; i++){ //枚举查询点
    int l=lca(s[top],a[i]);
    // 对当前链连边,top出栈
    while(top>1 && dep[s[top-1]]>=dep[l]) 
      add(s[top-1],s[top]), top--;
    // 对lca和top连边,top出栈,lca入栈
    if(l!=s[top]) add(l,s[top]), s[top]=l;
    // 查询点入栈
    s[++top]=a[i];
  }
  while(top) //对最后一条链连边,top出栈
    add(s[top-1],s[top]), top--;
}
void DP(int x){ //树形DP
  if(siz[x]){   //x是查询点
    for(int i=h[x]; i; i=ne[i]){
      DP(to[i]);
      if(siz[to[i]]) ans++, siz[to[i]]=0;
    }
  }
  else{ //x不是查询点
    for(int i=h[x]; i; i=ne[i]){
      DP(to[i]);
      siz[x]+=siz[to[i]], siz[to[i]]=0;
    }
    if(siz[x]>1) ans++, siz[x]=0;
  }
  h[x]=0; //清空
}
int main(){
  scanf("%d",&n);
  for(int i=1;i<n;i++){
    int x,y; scanf("%d%d",&x,&y);
    add(x,y); add(y,x);
  }
  dfs1(1,0); dfs2(1,1);
  memset(h+1,0,n<<2);
  memset(siz+1,0,n<<2); //清空
  scanf("%d",&q);
  while(q--){ 
    scanf("%d",&k);
    bool flag=1; siz[1]=0; //清空
    for(int i=1; i<=k; i++)
      scanf("%d",&a[i]),siz[a[i]]=1;
    for(int i=1; i<=k; i++)
      if(siz[fa[a[i]]]){ //无解
        while(k) siz[a[k--]]=0; //清空
        puts("-1"); flag=0; break;
      }
    if(flag){
      build();
      ans=0; DP(1);
      printf("%d\n",ans);      
    }
  }
  return 0;
}