【CF725G】Messages on a Tree 树链剖分+线段树

【CF725G】Messages on a Tree

题意：给你一棵n+1个节点的树，0号节点是树根，在编号为1到n的节点上各有一只跳蚤，0号节点是跳蚤国王。现在一些跳蚤要给跳蚤国王发信息。具体的信息传输过程如下：

1.信息的发起者把信息上传给他父亲节点处的跳蚤，然后自身进入等待状态。
3.跳蚤国王在收到信息时会将信息立刻下传到发来信息的那个儿子，跳蚤国王可以在同一时刻下传多份信息。
4.上传：a把信息传给b。如果b正处于等待状态，则b会立刻将a发来的信息下传回去。如果同时有好多个信息传给b，则b会接受其中发起者编号最小的那个，并将其余的下传回去。如果上传成功，b会接着把信息上传给它的父亲，然后自身进入等待状态。
5.下传：b把信息传给a。解除a的等待状态，接着a继续把信息向着发起者下传过去。如果同时有信息上传和下传到a，视为先下传再上传。
6.当发起者收到下传回来的信息后，传输结束。
7.上传和下传所需时间都是1秒。
8.如果信息的发起者在发出信息时正处于等待状态，该信息直接结束。

现在给你m个时间，第i个事件形如：编号为a的跳蚤在t时刻发起了一次信息传输。现在问你每个信息传输的结束时间是多少。

题解：先将所有时间按$dep_a+t$排序，不难发现排序后只有前面的事件会影响后面的事件，然后我们依次处理每个事件。如果a在上传过程中停在了节点v处，而v正在等待来自b的消息，则一定满足：$dep_a-dep_v+t_a<T_b-(dep_b-dep_v)$，其中T表示结束时间。所以我们可以用树链剖分+线段树维护，然后在链上二分即可。

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#define lson x<<1
#define rson x<<1|1
using namespace std;
const int maxn=200010;
const int inf=2000000000;
int n,m,cnt;
int to[maxn],nxt[maxn],head[maxn],fa[maxn],p[maxn],q[maxn],dep[maxn],siz[maxn],son[maxn],top[maxn];
int sd[maxn<<2],s[maxn<<2],tag[maxn<<2],ans[maxn];
struct node
{
	int x,t,org;
}t[maxn];
void dfs(int x,int tp)
{
	top[x]=tp;
	p[x]=++q[0],q[q[0]]=x;
	if(son[x])	dfs(son[x],tp);
	for(int i=head[x];i!=-1;i=nxt[i])	if(to[i]!=son[x])	dfs(to[i],to[i]);
}
inline void add(int a,int b)
{
	to[cnt]=b,nxt[cnt]=head[a],head[a]=cnt++;
}
void build(int l,int r,int x)
{
	s[x]=tag[x]=-inf;
	if(l==r)
	{
		sd[x]=dep[q[l]]<<1;
		return ;
	}
	int mid=(l+r)>>1;
	build(l,mid,lson),build(mid+1,r,rson);
	sd[x]=max(sd[lson],sd[rson]);
}
inline void upd(int x,int y)
{
	s[x]=max(s[x],sd[x]+y),tag[x]=max(tag[x],y);
}
inline void pushdown(int x)
{
	if(tag[x]!=-inf)	upd(lson,tag[x]),upd(rson,tag[x]),tag[x]=-inf;
}
void updata(int l,int r,int x,int a,int b,int c)
{
	if(a<=l&&r<=b)
	{
		upd(x,c);
		return ;
	}
	pushdown(x);
	int mid=(l+r)>>1;
	if(a<=mid)	updata(l,mid,lson,a,b,c);
	if(b>mid)	updata(mid+1,r,rson,a,b,c);
	s[x]=max(s[lson],s[rson]);
}
int query(int l,int r,int x,int a,int b)
{
	if(a<=l&&r<=b)	return s[x];
	pushdown(x);
	int mid=(l+r)>>1;
	if(b<=mid)	return query(l,mid,lson,a,b);
	if(a>mid)	return query(mid+1,r,rson,a,b);
	return max(query(l,mid,lson,a,b),query(mid+1,r,rson,a,b));
}
bool cmp(const node &a,const node &b)
{
	return (dep[a.x]+a.t==dep[b.x]+b.t)?(a.x<b.x):(dep[a.x]+a.t<dep[b.x]+b.t);
}
int solve(int x,int t)
{
	if(x==11)
	{
		x++,x--;
	}
	int u=x;
	while(u)
	{
		if(query(1,n,1,p[top[u]],p[u])<=dep[x]+t)
		{
			u=fa[top[u]];
			continue;
		}
		int l=p[top[u]]+1,r=p[u]+1,mid;
		while(l<r)
		{
			mid=(l+r)>>1;
			if(query(1,n,1,mid,p[u])>dep[x]+t)	l=mid+1;
			else	r=mid;
		}
		u=q[l-1];
		break;
	}
	if(!u)	u=1;
	int ret=2*(dep[x]-dep[u])+t,v=x;
	while(top[v]!=top[u])
	{
		updata(1,n,1,p[top[v]],p[v],ret-dep[x]),v=fa[top[v]];
	}
	updata(1,n,1,p[u],p[v],ret-dep[x]);
	return ret;
}
inline int rd()
{
	int ret=0,f=1;	char gc=getchar();
	while(gc<'0'||gc>'9')	{if(gc=='-')	f=-f;	gc=getchar();}
	while(gc>='0'&&gc<='9')	ret=ret*10+(gc^'0'),gc=getchar();
	return ret*f;
}
int main()
{
	int i;
	n=rd()+1,m=rd();
	dep[1]=1;
	memset(head,-1,sizeof(head));
	for(i=2;i<=n;i++)	fa[i]=rd()+1,add(fa[i],i),dep[i]=dep[fa[i]]+1;
	for(i=n;i>=2;i--)
	{
		siz[i]++,siz[fa[i]]+=siz[i];
		if(siz[i]>siz[son[fa[i]]])	son[fa[i]]=i;
	}
	dfs(1,1);
	build(1,n,1);
	for(i=1;i<=m;i++)	t[i].x=rd()+1,t[i].t=rd(),t[i].org=i;
	sort(t+1,t+m+1,cmp);
	for(i=1;i<=m;i++)
	{
		ans[t[i].org]=solve(t[i].x,t[i].t);
	}
	for(i=1;i<=m;i++)	printf("%d ",ans[i]);
	return 0;
}//10 9 0 0 0 3 0 4 5 3 8 6 1 6 1 13 5 14 1 16 5 18 7 18 10 21 6 22 4 22