LOJ #2718. 「NOI2018」归程（Dijkstra + Kruskal重构树 + 倍增）
题意
给你一个无向图，其中每条边有两个值 \(l, a\) 代表一条边的长度和海拔。
其中有 \(q\) 次询问（强制在线），每次询问给你两个参数 \(v, p\) ，表示在 \(v\) 出发，能开车经过海拔 \(> p\) 的边，其中 \(\le p\) 的边只能步行，步行后不能继续开车了。
询问它到 \(1\) 号点最少要步行多远。
多组数据。\(n \le 200000~~ m,q \le 400000\) 。
题解
一个直观的想法，对于每次询问，我们保留 \(>p\) 的边，然后求出联通块。
求出它所在联通块到 \(1\) 距离最小的那个点，就是这次询问的答案。
到 \(1\) 距离的就是把 \(1\) 当做起点跑一遍单源最短路就行了，注意要用 \(Dijkstra\) ，\(Spfa\) 可以被卡掉。
复杂度就是 \(O((n + m) \log n)\) 的。
这下我们只需要询问每个点所在联通块的最小值就行了。
不难想到，把边按海拔从大到小加入，然后用并查集维护联通块最小值。
这样的话就可以离线实现这个过程了。
由于强制在线，我们可以用 可持久化并查集 实现这个过程。但这样其实不好写，常数其实还有一点大。
我就介绍原题正解的做法，也就是 Kruskal重构树 。
\(Kruskal\) 重构树：
考虑求 \(Kruskal\) 最小生成树的过程，每次我们枚举一条边然后连接两个点，
我们把这条边变成点，然后边权放到点权上去。我们将连接点所在的子树的根，连到这个点上。
这样有什么性质呢？
- 二叉树
- 原树与新树两点间路径上边权(点权)的最大值相等
- 子节点的边权小于等于父亲节点(大根堆)
- 原树中两点之间路径上边权的最大值等于新树上两点的 \(LCA\) 的点权。
这题就是最大生成树，所以是小根堆。
我们主要是可以用第三条性质（其实很好证明，也可以感性理解），\(v\) 所在 \(> p\) 的联通块就是 \(v\) 在重构树上满足点权 \(>p\) 最远的祖先所拥有的子树。
这棵树并不需要显式地建出来，直接隐式地用并查集维护就行了。
这样的话，我们用倍增预处理，并且在合并时每个节点记下子树的 \(min\) 值就行了。
时间复杂度是 \(O(n \log n)\) 的。
代码
其实代码也很好写qwq
#include <bits/stdc++.h>
#define For(i, l, r) for(register int i = (l), i##end = (int)(r); i <= i##end; ++i)
#define Fordown(i, r, l) for(register int i = (r), i##end = (int)(l); i >= i##end; --i)
#define Set(a, v) memset(a, v, sizeof(a))
#define Cpy(a, b) memcpy(a, b, sizeof(a))
#define debug(x) cout << #x << ": " << x << endl
#define DEBUG(...) fprintf(stderr, __VA_ARGS__)
using namespace std;
inline bool chkmin(int &a, int b) {return b < a ? a = b, 1 : 0;}
inline bool chkmax(int &a, int b) {return b > a ? a = b, 1 : 0;}
inline int read() {
int x = 0, fh = 1; char ch = getchar();
for (; !isdigit(ch); ch = getchar()) if (ch == '-') fh = -1;
for (; isdigit(ch); ch = getchar()) x = (x << 1) + (x << 3) + (ch ^ 48);
return x * fh;
}
void File() {
freopen ("return.in", "r", stdin);
freopen ("return.out", "w", stdout);
}
int n, m;
const int N = 4e5 + 1e3, M = 8e5 + 1e3;
struct Edge {
int u, v, a;
inline bool operator < (const Edge &rhs) const {
return a > rhs.a;
}
} lt[N];
typedef pair<int, int> PII;
#define fir first
#define sec second
#define mp make_pair
namespace Dijkstra {
int Head[N], Next[M], to[M], val[M], e = 0;
void Init() { Set(Head, 0); e = 0; }
inline void add_edge(int u, int v, int w) { to[++ e] = v; Next[e] = Head[u]; val[e] = w; Head[u] = e; }
priority_queue<PII, vector<PII>, greater<PII> > P;
bitset<N> vis; int dis[N];
void Run() {
vis.reset();
Set(dis, 0x7f); dis[1] = 0; P.push(mp(0, 1));
while (!P.empty()) {
PII cur = P.top(); register int u = cur.sec; P.pop();
if (vis[u]) continue ; vis[u] = true;
for (register int i = Head[u]; i; i = Next[i]) {
register int v = to[i];
if (chkmin(dis[v], dis[u] + val[i]))
P.push(mp(dis[v], v));
}
}
}
}
namespace Kruskal {
int mina[20][N], mind[N], to[20][N], fa[N], Logn, num = 0;
void Init(int *bas) {
For (i, 1, n)
fa[i] = i, mind[i] = bas[i]; num = n;
}
int find(int x) {
return x == fa[x] ? x : fa[x] = find(fa[x]);
}
inline int Min(int x, int y) {
return x < y ? x : y;
}
void Build() {
sort(lt + 1, lt + 1 + m);
For (i, 1, m) {
int x = lt[i].u, y = lt[i].v, alt = lt[i].a;
int rtx = find(x), rty = find(y);
if (rtx == rty) continue ;
mind[++ num] = min(mind[rtx], mind[rty]);
fa[num] =
to[0][rtx] = fa[rtx] =
to[0][rty] = fa[rty] = num;
mina[0][rtx] = mina[0][rty] = alt;
}
Logn = ceil(log(num) / log(2));
For (j, 1, Logn) For (i, 1, num) {
to[j][i] = to[j - 1][to[j - 1][i]];
mina[j][i] = Min(mina[j - 1][i], mina[j - 1][to[j - 1][i]]);
}
}
inline int Query(int pos, int lim) {
Fordown (i, Logn, 0)
if (mina[i][pos] > lim) pos = to[i][pos];
return mind[pos];
}
}
int q, k, s;
int main () {
File();
int cases = read();
while (cases --) {
n = read(); m = read();
Dijkstra :: Init();
For (i, 1, m) {
int u = read(), v = read(), l = read(), a = read();
lt[i] = (Edge) {u, v, a};
Dijkstra :: add_edge(u, v, l);
Dijkstra :: add_edge(v, u, l);
}
Dijkstra :: Run();
Kruskal :: Init(Dijkstra :: dis); Kruskal :: Build();
q = read(); k = read(); s = read();
int ans = 0;
while (q --) {
int v = (1ll * read() + k * ans - 1) % n + 1;
int p = (1ll * read() + k * ans) % (s + 1);
printf ("%d\n", ans = Kruskal :: Query(v, p));
}
}
#ifdef zjp_shadow
cerr << (double) clock() / CLOCKS_PER_SEC << endl;
#endif
return 0;
}
