洛谷3348 大森林 (LCT + 虚点 + 树上差分)
这可真是道神仙题QWQ问了好多\(dalao\)才稍微明白了一丢丢做法
首先,我们假设不存在\(1\)操作,那么对于询问的一段区间中的所有的树,他们的形态应该是一样的
甚至可以直接理解为\(0\)操作就是表示所有树的生成节点都添加一个儿子
其实就算存在\(1\)操作,也是类似同理的.
这样考虑:
考虑如果在 \(l\)处更换了生长节点,那么就相当于把第 \(l−1\) 棵树之后生长的节点都“嫁接”在这个新的生长节点上。我们可以想象对于每一个\(1\)操作建一个虚点,然后0操作生长的点都连载这个点上。然后在 \(l\) 处 link 过去(就是说link到这个操作对应的那个节点(实点)),在 \(r+1\)r 处 link 回来。
相当于对于加的儿子,我们建的是实点
然后对于每一个\(1\)操作呢,我们新建一个虚点,依次挂在一号节点下面,构成一个虚链,我们通过把0操作的节点挂在虚点,然后从虚点连接实点,从而体现改变生长节点这个操作。
那么QWQ对于一段区间,我们该什么时候link,什么时候cut呢。
这时候!离线!!
因为要求距离,那么我们不妨把实点的点权弄成,然后虚点是0(因为虚点并没有实际意义)
可以发现询问与时间没有关系。一开始我们把虚点都连成一条“虚链”,我们预处理出时间上离每个 0 操作最近的 1 操作是什么,然后在这个把这个 0 操作新建的点 link 到这个虚点上。
(之所以可以这么\(link\)的原因是,虚点的点权都是0,不论当前是对应的哪个生长节点,都不会产生影响,就算是1,虚链的总权值也是1,所以直接上去也没错)
这样,剩下的操作就是\(1\)和\(2\)了
很显然,对于每一棵树,他们之间都是独立的,那我们就可以把剩下的操作按照询问端点排序
(其中,对于一个 1 操作,我们在 \(l\) 处把它的虚点和它的父亲 \(cut\) 掉,然后 \(link\) 到它对应的实点下面,然后在 \(r+1\) 处 \(cut\) 掉它的父亲,\(link\) 回链上)
然后依次去做,不过需要注意的是,对于一个端点来说,你需要把所有该点的修改都弄好,再去回答查询操作)
对于查询操作的话
这里没有必要\(makeroot\)的原因是1.有根树2.最好是为了保持相对的父子关系不变
其实\(makeroot也\)可以,因为不存在子树信息的查询
但是我写的版本就是没有\(makeroot\)的
可以直接\(access(x),splay(x)\),那么\(sum[x]\)就表示\(1~x\)的路径长度,我们可以用类似查分的方式来求,也就是\(sum[x]+sum[y]-2*sum[lca(x,y)]\) 这里\(sum\)表示路径长度
那\(lct\)怎么求\(lca\)呢?
可以发现,我们第一次\(access(x)\),从根到x的路径都是实链了,那么我们再一次\(access(y)\)的时候,最后一次轻重链切换的那个节点,就是\(lca\)。
可以理解为两条路径的最深的交点
QWQ那么到这里,这个题基本是解决了
真的是很神仙很神仙QWQ
超级难理解啊
放上我丑陋的代码
// luogu-judger-enable-o2
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<algorithm>
#include<cstring>
#include<cmath>
#include<queue>
#include<map>
#include<set>
#define mk makr_pair
using namespace std;
inline int read()
{
int x=0,f=1;char ch=getchar();
while (!isdigit(ch)) {if (ch=='-') f=-1;ch=getchar();}
while (isdigit(ch)) {x=(x<<1)+(x<<3)+ch-'0';ch=getchar();}
return x*f;
}
const int maxn = 3e5+1e2;
int ch[maxn][3];
int fa[maxn],sum[maxn],val[maxn];
int l[maxn],r[maxn]; //表示i这个实点对应的区间是哪些
int ymh[maxn]; //实点的编号
int st[maxn];
int cnt;
int tot;
int xvgen; //最近一次1操作新建的虚点的编号
int n,m;
int son(int x)
{
if (ch[fa[x]][0]==x) return 0;
else return 1;
}
bool notroot(int x)
{
return ch[fa[x]][0]==x || ch[fa[x]][1]==x;
}
void update(int x)
{
sum[x]=sum[ch[x][0]]+sum[ch[x][1]]+val[x];
}
void rotate(int x)
{
int y=fa[x],z=fa[y];
int b=son(x),c=son(y);
if (notroot(y)) ch[z][c]=x;
fa[x]=z;
ch[y][b]=ch[x][!b];
fa[ch[x][!b]]=y;
ch[x][!b]=y;
fa[y]=x;
update(y);
update(x);
}
void splay(int x)
{
while (notroot(x))
{
int oo=0;
int y=fa[x],z=fa[y];
int b=son(x),c=son(y);
if (notroot(y))
{
if (b==c) rotate(y);
else rotate(x);
}
rotate(x);
}
update(x);
}
int access(int x)
{
int y=0;
for (;x;y=x,x=fa[x])
{
splay(x);
ch[x][1]=y;
update(x);
}
return y;
}
void link(int x,int y)
{
access(x);
splay(x);
fa[x]=y;
}
void cut(int x)
{
access(x);
splay(x);
fa[ch[x][0]]=0;
ch[x][0]=0;
update(x);
}
struct Node{
int pos,opt,x,y;
};
Node a[maxn];
bool cmp(Node a,Node b)
{
if (a.pos==b.pos) return a.opt<b.opt;
return a.pos<b.pos;
}
int tmp[maxn];
int main()
{
n=read();m=read();
l[1]=val[1]=sum[1]=ymh[1]=1;
r[1]=n;
tot=2;
xvgen=2;
int real=1;
link(tot,1);
int oo=0;
for (int i=1;i<=m;i++)
{
int opt=read();
if(opt==0)
{
ymh[++real]=++tot;
link(tot,xvgen); //每次将当前的新加入的节点,连向最近一次1修改的那个那个虚点
int ll = read(),rr=read();
l[real]=ll;
r[real]=rr;
val[tot]=sum[tot]=1;
}
if (opt==1)
{
int ll=read(),rr=read();
int x=read();
ll=max(ll,l[x]);
rr=min(rr,r[x]); //看一眼这个区间是否存在
if (ll>rr) continue;
++tot;
link(tot,xvgen); //为了构成一个类似毛毛虫的虚链
a[++cnt]=(Node){ll,-1010,tot,ymh[x]}; //在l处将链断开,然后连到这个虚点对应的实点
a[++cnt]=(Node){rr+1,-1010,tot,xvgen}; //r+1处把链连回来,重新保持虚链
xvgen=tot;
}
if (opt==2)
{
int x=read(),ll=read(),rr=read();
a[++cnt]=(Node){x,++oo,ymh[ll],ymh[rr]}; //把询问也记录,这里第二位的作用是,保证了断链和复原,一定在询问之前
}
}
sort(a+1,a+1+cnt,cmp);//询问排序
for (int i=1;i<=cnt;i++)
{
int ans=0;
if(a[i].opt>0)
{
access(a[i].x),splay(a[i].x),ans+=sum[a[i].x];
int l = access(a[i].y);
splay(a[i].y),ans+=sum[a[i].y];
access(l),splay(l),ans=ans-2*sum[l];
//树上求路径长度的通用办法
//这里splay的原因是,整个splay的信息是在根上,如果不进行splay,你是不知道根是谁的
tmp[a[i].opt]=ans;
}
else
{
cut(a[i].x);
link(a[i].x,a[i].y); //表示把当前需要连接的虚点和实点连接起来
}
}
for (int i=1;i<=oo;i++) cout<<tmp[i]<<"\n";
return 0;
}