LOJ #2434. 「ZJOI2018」历史（LCT)

题意

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题解

我们首先考虑答案是个什么样的东西， 不难 发现每个点可以单独计算它的贡献。

令每个点 $i$ 崛起次数为 $a_i$ 。

假设一个点子树的 $\sum a_i$ 分别为 $b_1,b_2,\dots,b_k$ ，令 $S = a_i + \sum b_j$ 。

那么这个点的答案为

$$\min (2(S - \max(\max\{b_j\}, a_i)), S - 1)$$

至于为什么是这样可以简单说明下：

$S - 1$ ：显然是这个点的答案的上界，除了第一次，后面每一次最多对这个点贡献一次。

$2(S - \max(\max\{b_j\}, a_i))$ ：不难发现，我们总可以找到一种方案使得 $S - \max$ 那种与 剩下的 $\max(\max\{b_j\}, a_i)$ 交错出现，使得这个答案取得上界，然后每次会存在两种贡献。

这样我们就可以得到一个 $O(n)$ 的 $dp$ 了。

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我们考虑如何动态维护这个 $dp$ 。

不难发现这个操作及其类似于 Link_Cut_Tree 中的 Access 操作。

我们令 $b_u = \sum_{v \in child(u)} a_v$ 也就是 $u$ 的子树 $a$ 和。

我们考虑维护这个东西，不难发现每次给一个点的 $a_u$ 加上 $v$ ，相当于把这个点到根的 $b_u$ 加上 $v$ 。

然后考虑如何维护一个点的贡献，如果 $u$ 存在一个儿子 $v$ 使得 $b_v \times 2 > b_u + 1$ 那么我们定义 $v \to u$ 为实边。

其余的边都为虚边。不难发现这些实边会对于 $u$ 存在 $2(b_u - b_v)$ 的贡献。（ $a$ 不可能存在贡献，因为 $b_v$ 已经占据一半了）

然后虚边的贡献就是 $\min(b_u - 1, 2(b_u - a_u))$ 。

这个可以自己列列不等式，讨论讨论就行了。

然后我们每次 Access 操作就是将链上的一些点加权，并且更换虚实边就行了，重新计算贡献就行了。

这个直接用支持加法标记的 LCT 维护就行了。

不难发现一个点到根的实边最多是 $\log w$ 条，因为每条实边会使得权值至少翻倍。

所以最后复杂度就是 $O(n + q\log w)$ 的。

总结

有些题，我们先找出它的一些巧妙性质以及结论，然后考虑用数据结构维护。（这似乎也是出题的好思路？）

代码

不太会写的话还是建议看看代码的。。

#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;

typedef long long ll;
inline bool chkmin(ll &a, ll b) {return b < a ? a = b, 1 : 0;}
inline bool chkmax(ll &a, ll 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() {
#ifdef zjp_shadow
	freopen ("374.in", "r", stdin);
	freopen ("374.out", "w", stdout);
#endif
}

const int N = 4e5 + 1e3;

int n, m;
vector<int> G[N];

int son[N];

ll Ans, ans[N], b[N], a[N];
inline void ReCalc(int u) {
	Ans -= ans[u]; 
	ans[u] = son[u] ? 2 * (b[u] - b[son[u]]) : b[u] - 1; 
	if (a[u] * 2 > b[u] + 1) ans[u] = 2 * (b[u] - a[u]);
	Ans += ans[u];
}

#define ls(o) ch[o][0]
#define rs(o) ch[o][1]

namespace Link_Cut_Tree {

	int ch[N][2], fa[N];

	inline bool get(int o) { return o == rs(fa[o]); }

	inline bool is_root(int o) { return o != ls(fa[o]) && o != rs(fa[o]); }

	inline void Rotate(int v) {
		int u = fa[v], t = fa[u], d = get(v);
		fa[ch[u][d] = ch[v][d ^ 1]] = u;
		fa[v] = t; if (!is_root(u)) ch[t][rs(t) == u] = v;
		fa[ch[v][d ^ 1] = u] = v;
	}

	ll tag[N];
	inline void Add(int o, ll uv) { if (o) b[o] += uv, tag[o] += uv; }

	inline void Push_Down(int o) {
		if (!tag[o]) return ;
		Add(ls(o), tag[o]); 
		Add(rs(o), tag[o]); tag[o] = 0;
	}

	inline void Push_All(int o) {
		if (!is_root(o)) Push_All(fa[o]); Push_Down(o);
	}

	inline void Splay(int o) {
		Push_All(o);
		for (; !is_root(o); Rotate(o))
			if (!is_root(fa[o])) Rotate(get(o) != get(fa[o]) ? o : fa[o]);
	}

	inline int Get_Root(int o) {
		while (ls(o)) Push_Down(o), o = ls(o); return o;
	}

	inline void Access(int o, int uv) {
		for (int t = 0; o; o = fa[t = o]) {
			Splay(o); 
			b[o] += uv; Add(ls(o), uv);

			if (son[o]) {
				Push_All(son[o]);
				if (b[son[o]] * 2 <= b[o] + 1) son[o] = rs(o) = 0;
			}
			int to = Get_Root(t);
			if (b[to] * 2 > b[o] + 1) son[o] = to, rs(o) = t;
			ReCalc(o);
		}
	}

}

void Dfs_Init(int u, int fa = 0) {
	Link_Cut_Tree :: fa[u] = fa; b[u] = a[u]; int to = 0;
	for (int v : G[u]) if (v != fa) {
		Dfs_Init(v, u); b[u] += b[v];
		if (b[v] > b[to]) to = v;
	}
	if (b[to] * 2 > b[u]) son[u] = Link_Cut_Tree :: rs(u) = to; ReCalc(u);
}

int main () {

	File();

	n = read(); m = read();
	For (i, 1, n) a[i] = read();
	For (i, 1, n - 1) {
		int u = read(), v = read();
		G[u].push_back(v); G[v].push_back(u);
	}
	Ans = 0; Dfs_Init(1);

	printf ("%lld\n", Ans);
	For (i, 1, m) {
		int pos = read(), val = read();
		a[pos] += val; Link_Cut_Tree :: Access(pos, val);
		printf ("%lld\n", Ans);
	}

	return 0;
}

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本文作者：zjp_shadow
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