什么是淀粉质点分治?
就是把分治搬到树上,以某个点为根,分别分治处理子树的答案,再计算子树与子树间的答案的玄学算法。
举个例子:
如何求出一颗树上距离为K且所经过的点最少的点对?
对于这种题,我们可以把某个点(一般为重心)作为根,然后对左右子树递归处理,先分别得出左右子树的答案,再求出横跨两个子树之间的点对的答案。
为什么要学淀粉质
对于上面那道题,如果我们用传统的暴力做法,最优的复杂度只能得到$O(n^2)$的暴力枚举,但是如果我们用淀粉质来搞,我们就可以做到$O(n*log_n)$的复杂度(如果K很大的话,我们可能还得套个数据结构上去,复杂度就变成了$O(n*log_n^2)$),我们就可以通过这类题目。
怎么淀粉质啊
正如我们刚刚说说的,淀粉质的实质是选出一个点,对其左右子树分治,再计算组合不同子树的答案。
所以说,我们在处理某颗子树之前,必须先选出来一个点作为这个子树的根。
我们选的这个点,对我们复杂度的影响极其巨大。
我们可以考虑选重心,重心就是指如果这个点做为根,其任意一颗子树大小均不会超过总点树的$1/2$。
如果我们每次对子树分治的时候,新选的根是重心,那我们的树的总层数一定不会超过$log_n$层。
对于找重心,我们每次都做一遍dfs就好。
int GetSize(int now){ t_vis[now]=true; size[now]=1; for(int i=0;icnt/2) OK=false; t_size+=size[e[now][i].to]; } if(cnt-t_size>cnt/2) OK=false; if(OK==true) root=now; t_vis[now]=false;}
选出来重心之后,我们就可以以重心为根分治了。
首先,我们显然可以递归处理子树,然后再处理跨越两个子树的情况。
对于我们上面讲的那道题,我们所需要求的就是跨过两个子树且距离为K的点对的数量。
我们可以考虑这样做:
我们先开一个桶来记录长度为x的路径的点的数量,然后对每颗子树先做两遍dfs,第一遍先去桶里找到目前的点为止,之前找到的子树中有没有K-dis_now的路径。第二遍我们再把到每个点的距离放到桶里面去。
搞完之后,我们可以再dfs一次来回溯掉之前加上的东西,如果我们直接memset的话,会T的。
*注意:我们这里的dfs必须只能走已经分治完成的点,分治完成的点才是其儿子
void dfs2(int now,int dis,int t_cnt,int type){ t_vis[now]=true; if(type==1 and K-dis>=0) ans=min(ans,t_cnt+tot[K-dis]); if(type==2 and disson; son.reserve(32); for(int i=0;i
这样子搞,看起来时间复杂度很爆炸,其实并不大,因为我们最多有$log_n$层,每层做$n$次,总复杂度也就只有$O(n*log_n)$
这样子,我们就搞定啦φ(>ω<*)
完整的代码
题目传送门:https://www.luogu.org/problemnew/show/P4149(题目稍有变动,但方法类似)
#include#include #include #include using namespace std;long long read(){ long long x=0,f=1; char c=getchar(); while(!isdigit(c)){ if(c=='-') f=-1;c=getchar();} while(isdigit(c)){x=x*10+c-'0';c=getchar();} return x*f;}const int N=200000+100;const int M=1000000+100;const int inf=0x3f3f3f3f;struct road{ int to,w; road (int A,int B) { to=A,w=B; }};vector e[N];int n,K;bool vis[N],t_vis[N],done[N];int size[N],cnt,root;int GetSize(int now){ t_vis[now]=true; size[now]=1; for(int i=0;i (cnt/2)) OK=false; } if(cnt-t_size>(cnt/2)) OK=false; if(OK==true) root=now; t_vis[now]=false;}int ans=inf,tot[M];void dfs2(int now,int dis,int t_cnt,int type){ t_vis[now]=true; if(type==1 and K-dis>=0) ans=min(ans,t_cnt+tot[K-dis]); if(type==2 and dis son; son.reserve(32); for(int i=0;i N) ans=-1; printf("%d",ans); return 0;}