[点分治系列] 静态点分
没错...我就是要讲点分治。这个东西原本学过的,当时学得不好...今天模拟赛又考这个东西结果写不出来。
于是博主专门又去学了学这个东西,这次绝对要搞懂了...【复赛倒计时:11天】
——正片开始——
点分是一个用来解决树上路径问题、距离问题的算法。说直接点其实就是分治思想在树上的体现和应用。
首先是分治的方法,既然是树上问题,自然就是对树进行分治。
我们对于一棵树,选定一个点作为它的根,将这个点与其子树拆开,然后对它的子树也进行相同的操作,然后利用子树统计答案。一般来说,点分更像一种思想,而不是一个算法,当然你也可以把它当算法来学。
关于怎么选根来分树,其他dalao的博客已经讲得非常清楚仔细了,每次选定一棵树的重心,然后分它,这样可以做到
O(nlogn)的优秀时间复杂度。
关于求重心,做法就是一个size统计。
这里还是介绍一下吧(很多博客都只贴一个代码...):
对于一个节点x,若我们把其删除,原来的树就会变成若干部分,我们设maxsubtree(x)表示删除x后剩下的最大子树的大小,若我们找到一个x,使得maxsubtree(x)最小,x就是这棵树的重心。
给出求重心的代码:
void getroot(int x,int fa){ siz[x]=1;son[x]=0; for(int i=head[x];i;i=nxt(i)){ int y=to(i); if(y==fa||vis[y])continue; getroot(y,x); siz[x]+=siz[y]; if(siz[y]>son[x])son[x]=siz[y]; } if(Siz-siz[x]>son[x])son[x]=Siz-siz[x]; if(son[x]<maxx)maxx=son[x],root=x; }
于是我们就知道怎么拆树了,后面的东西就不难了。
update: 19.11.5 对于上面的代码加一些解释,Siz表示当前在求重心的这一棵树的大小,root用来记录重心
我们来讲如何统计信息
首先我们要统计与每一次找到的重心有关的路径,我们用dis[x]表示目标点(重心)到x的距离。
给出getdis的代码:
void getdis(int x,int fa,int d){//d表示x到目标点的距离 dis[++top]=d;//我们只需要知道每一个点到目标点的距离就行,不用知道这个点是哪个 for(int i=head[x];i;i=nxt(i)){ int y=to(i); if(y==fa||vis[y])continue; getdis(y,x,d+val(i)); } }
有了dis数组后,我们就可以很轻松的获得路径的长度了。
比如,我们已知x到重心的距离是m,y到重心的距离是n,那x到y的距离就是m+n,可能细心的读者已经发现锅了。
如果x到y的路径都在一棵子树内,我们就会有一段距离被重复计算了,这样我们得到的路径就是不对的。
给一张图理解一下:如图,蓝色的代表x到重心的路径,红色的代表y到重心的路径,我们可以得到dis[x]=3,dis[y]=2。
如果按照前面说的计算方式,x到y的路径长度应该是5了,但是并不是,我们的路径长度是3。
原因就是,绿色的那一段,我们根本不走,我们不经过它。
于是我们要解决这种不合法路径。知道所有路径,又知道不合法路径,利用容斥原理,我们可以得到: