UOJ61. 【UR #5】怎样更有力气

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Statement

给定一棵 \(n\) 点树 \(T\) 和 \(m\) 个操作 v u w ：

• 在 \(T\) 中 \(u,v\) 的最短路上所有点里面选出若干对（可以不选，可以重复），在每一对之间加边，花费为 \(w\) .
• 有 \(p\) 个限制 t a b ，表示第 \(t\) 次不能在 \(a,b\) 之间加边，保证 \(a,b\) 在 \(u,v\) 的路径上且无重复。

求所有加的边形成 \(n\) 点连通图的最小代价。 \(n,m,p\leq 3e5\) .

Solution

一开始看错题了

一个显然的想法是，把每一天按照 \(w\) 升序，然后每次尽可能多地合并连通块。

有一个显然的性质： 对于第 \(i\) 天，设当天有 \(num\) 个限制，如果 \(dis(u,v)>num\) ，那么这一条路径上的所有点之间都能连通，且必须连通

Proof

长度是 \(dis(u,v)\) ，点数就是 \(dis(u,v)+1\) .既然 \(dis(u,v)\) 比 \(num\) 大，那么就算一个点包揽了 \(num\) 个限制，也至少能向一个点连边，这样就一定可以使得路径上所有点连通。而由于我们是将每一次操作按 \(w\) 升序的，所以这一次将它连边一定不会比后面再做劣，因此这种情况下，第 \(i\) 次做完之后一定是 \(path(u,v)\) 全部连通。

那么对于满足这个性质的情况，直接连就好了，反正连完就是同一个连通块。（网上题解为啥说的是能直接连边啊……虽然是等价的）

现在来考虑 \(dis(u,v)\leq num\) 的情况。

首先，对于 \(t\) 的所有限制，建立一个子图 \(g\) ，并暴力把 \(u\to v\) 路径上的所有点都存下来，设为 \(path[]\) .令 \(t\) 的限制个数为 \(k\) .

然后，选取一个度数最小的点 \(x\) ，将路径上的点集分成两类：\(V_1\) 中的点在限制子图中和 \(x\) 相邻，\(V_2\) 反之。

显然，对于 \(V_2\) 的点，直接和 \(x\) 连边就好了。

对于 \(V_1\) 中的点 \(y\) ，如果 \(deg[y]<|V_2|\) （这里的度数是和 \(V_2\) 的度数），那么至少能和 \(V_2\) 中一个点连边，直接加边即可。复杂度 \(\mathcal{O}(\sum_y deg[y])=\mathcal{O}(k)\) .

否则，暴力枚举 \(V_1\) 中的点，尝试两两连边。由于度数最小所以 \(deg[x]\) 是根号级别的，复杂度 \(\mathcal{O}(k)\) .

所以总体复杂度是 \(\mathcal{O}(n\log n)\) （同级复杂度），瓶颈在于排序。

Code

//Author: RingweEH
const int N=3e5+10;
struct Date
{
    int u,v,w,t;
    bool operator < ( const Date &tmp ) const { return w<tmp.w; }
}a[N];
struct DSU
{
    int fa[N];
    int find( int x ) { return x==fa[x] ? x : fa[x]=find(fa[x]); }
    DSU() { for ( int i=1; i<=N-10; i++ )   fa[i]=i; }
}D1,D2;
int n,m,k,fa[N],dep[N];
ll ans=0;
bool vis[N];
vector<Date> restr[N];
vector<int> g[N];
stack<Date> sta;

bool Check_Length( int u,int v,int num )        //判断dis(u,v)的长度和限制个数的大小关系
{
    while ( num-- )
    {
        if ( dep[u]>dep[v] ) swap( u,v );
        v=fa[v];
        if ( u==v ) return 0;
    }
    return 1;
}

void Merge( int u,int v,int w )
{
    u=D2.find( u ); v=D2.find( v );
    if ( u!=v ) D2.fa[v]=u,ans+=w;
}

void Add( int u,int v )
{
    g[u].push_back( v ); g[v].push_back( u );
    Date tmp; tmp.u=u; tmp.v=v; tmp.w=tmp.t=0; sta.push( tmp );
}

void Clear( int u=0,int v=0 )
{
    while ( !sta.empty() )
    {
        u=sta.top().u; v=sta.top().v; sta.pop();
        g[u].clear(); g[v].clear();
    }
}

int path[N],lenth;

void Get_Path( int u,int v )
{
    lenth=0; bool fl=0;
    do
    {
        fl=(u==v);
        if ( dep[u]>dep[v] ) swap( u,v );
        path[++lenth]=v; v=fa[v];
    } while ( !fl );
}

int main()
{
    n=read(); m=read(); k=read();
    for ( int i=2; i<=n; i++ )
        fa[i]=read(),dep[i]=dep[fa[i]]+1;
    for ( int i=1; i<=m; i++ )
        a[i].u=read(),a[i].v=read(),a[i].w=read(),a[i].t=i;
    for ( int i=1,u,v,t; i<=k; i++ )
        t=read(),u=read(),v=read(),restr[t].push_back( (Date){u,v,0,0} );

    sort( a+1,a+1+m );
    for ( int i=1; i<=m; i++ )
    {
        int u=a[i].u,v=a[i].v,w=a[i].w,t=a[i].t;
        if ( Check_Length(u,v,restr[t].size()) )        //满足性质
        {
            u=D1.find( u ); v=D1.find( v );
            while ( u^v )
            {
                if ( dep[u]>dep[v] ) swap( u,v );
                Merge( v,fa[v],w ); D1.fa[v]=fa[v]; v=D1.find( v );
            }
        }
        else
        {
            for ( Date j : restr[t] )
                Add( j.u,j.v );     //对于限制建子图
            Get_Path( u,v ); int mn=path[1];
            for ( int j=2; j<=lenth; j++ )      //找度数最小的点
                if ( g[path[j]].size()<g[mn].size() ) mn=path[j];
            for ( int j : g[mn] )       //标记相邻点
                vis[j]=1;
            for ( int j=1; j<=lenth; j++ )    //x & V2
                if ( !vis[path[j]] ) Merge( mn,path[j],w );
            for ( int j : g[mn] )
            {
                int sum=0;
                for ( int p : g[j] )
                    sum+=vis[p];
                if ( g[j].size()-sum-1<lenth-g[mn].size()-1 ) Merge( j,mn,w );
                //deg[y]<|V2|
            }
            for ( int j : g[mn] )
                vis[j]=0;
            for ( int j : g[mn] )
            {
                for ( int p : g[j] )
                    vis[p]=1;
                for ( int p : g[mn] )       //V1中两两尝试连边
                    if ( !vis[p] ) Merge( j,p,w );
                for ( int p : g[j] )
                    vis[p]=0;
            }
            Clear();
        }
    }

    printf( "%lld\n",ans );

    return 0;
}