洛谷4643:【模板】动态dp——题解
https://www.luogu.org/problemnew/show/P4643
很妙……让我重新又看了一遍猫锟的WC课件。
推荐一个有markdown神犇题解:https://www.cnblogs.com/RabbitHu/p/9112811.html
本文的代码和就是在此基础上改动与细化(更符合我这种蒟蒻的阅读体验)
————————————————————————
这道题是课件的模板题。
首先需要明白这个最大独立集是指取了u结点则不能取与u相连的点v。
不带修改的话能够看出这就是“没有上司的舞会”,于是先把静态的dp敲出来。
f[i][0/1]为节点i当i不取/取的时候其子树产生的最大价值。
方程f[u][0]=sigma(max(f[v][0],f[v][1]))
f[u][1]=w[u]+sigma(f[v][0])
接下来让它“动”起来,按照一般套路修改应当在线段树上做,于是先码一个树链剖分再说。
我们发现:重链的信息好储存,但是重链的侧链(轻链)没有办法只靠f就能够将信息合并到轻链上。
于是思考可以再开一个数组来压缩一些信息使其能够放到重链上。
g[i][0/1]表示节点i当i不取/取时,i不在这条链上的子孙的答案(即最大独立集)。
不难用g来更新f数组。
f[u][0]=g[u][0]+max(f[v][0],f[v][1])
f[u][1]=g[u][1]+f[v][0]
(u,v在一条重链上,且fa[v]=u)
为了去除冗杂,我们采用矩阵的方法来表示这个式子。
g[i][0],g[i][0] (运算->)f[v][0] (等于) f[u][0]
g[i][1], 0 f[v][1] f[u][1]
运算定义如下(就直接拿代码来说了,反正您们看得懂):
matrix operator *(const matrix &b)const{
matrix c;
for(int i=;i<;i++)
for(int j=;j<;j++)
for(int k=;k<;k++)
c.g[i][j]=max(c.g[i][j],g[i][k]+b.g[k][j]);
return c;
}
用线段树维护矩阵,则1所在的重链的所有节点的矩阵运算在一起即为1结点不取/取的答案。
可能你会有疑问,我们只维护了g数组,怎么就得出了f数组的功能呢?
别忘了链的底端u是没有v的啊!所以我们只用g数组往前推就行了啊。
那么修改u,就需要将u到1的路径上所有的重链的信息全部修改一遍。
为了优化时间,不至于每次修改都要重新搜一遍该点所连接的所有非链上的点(TLE警告),我们开一个val矩阵,其功能可以理解为线段树上的lazy。初始时val就等于对应结点的矩阵。
实际上就是修改一条重链i,对于它的父亲重链j的最后一个结点要根据i所得到的f值来更新这个结点的g矩阵。
细节讲起来也是很麻烦的,直接看代码吧(反正您们看得懂)。
void path_modify(int u,int c){
val[pos[u]].g[][]+=c-w[u];w[u]=c;
while(u){
matrix od=query(,,n,pos[top[u]],pos[ed[u]]);
modify(,,n,pos[u]);//将会用val矩阵替换掉对应位置的矩阵
matrix nw=query(,,n,pos[top[u]],pos[ed[u]]);
u=fa[top[u]];
val[pos[u]].g[][]+=max(nw.g[][],nw.g[][])-max(od.g[][],od.g[][]);
val[pos[u]].g[][]=val[pos[u]].g[][];
val[pos[u]].g[][]+=nw.g[][]-od.g[][];
}
}
于是我们成功地AC了这道题(但愿这种题永远不要出出来。)
#include<cmath>
#include<queue>
#include<cstdio>
#include<cctype>
#include<cstring>
#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int N=1e5+;
inline int read(){
int X=,w=;char ch=;
while(!isdigit(ch)){w|=ch=='-';ch=getchar();}
while(isdigit(ch))X=(X<<)+(X<<)+(ch^),ch=getchar();
return w?-X:X;
}
struct matrix{
ll g[][];
matrix(){
memset(g,,sizeof(g));
}
matrix operator *(const matrix &b)const{
matrix c;
for(int i=;i<;i++)
for(int j=;j<;j++)
for(int k=;k<;k++)
c.g[i][j]=max(c.g[i][j],g[i][k]+b.g[k][j]);
return c;
}
}val[N],tr[N*];
struct node{
int to,nxt;
}e[N*];
ll w[N],f[N][];
int n,m,cnt,tot,head[N];
int dep[N],fa[N],size[N],son[N],top[N],pos[N],idx[N],ed[N];
inline void add(int u,int v){
e[++cnt].to=v;e[cnt].nxt=head[u];head[u]=cnt;
}
void dfs1(int u){
int sum=;size[u]=;
for(int i=head[u];i;i=e[i].nxt){
int v=e[i].to;
if(v==fa[u])continue;
fa[v]=u;dfs1(v);
size[u]+=size[v];
if(!son[u]||size[son[u]]<size[v])son[u]=v;
f[u][]+=max(f[v][],f[v][]);
sum+=f[v][];
}
f[u][]=sum+w[u];
}
void dfs2(int u,int anc){
pos[u]=++tot;idx[tot]=u;top[u]=anc;
if(!son[u]){ed[u]=u;return;}
dfs2(son[u],anc);ed[u]=ed[son[u]];
for(int i=head[u];i;i=e[i].nxt){
int v=e[i].to;
if(v==fa[u]||v==son[u])continue;
dfs2(v,v);
}
}
void init(){
dep[]=;
dfs1();
dfs2(,);
}
void build(int a,int l,int r){
if(l==r){
int u=idx[l];
ll g0=,g1=w[u];
for(int i=head[u];i;i=e[i].nxt){
int v=e[i].to;
if(v==fa[u]||v==son[u])continue;
g0+=max(f[v][],f[v][]);g1+=f[v][];
}
tr[a].g[][]=tr[a].g[][]=g0;
tr[a].g[][]=g1;
val[l]=tr[a];
return;
}
int mid=(l+r)>>;
build(a<<,l,mid);build(a<<|,mid+,r);
tr[a]=tr[a<<]*tr[a<<|];
}
matrix query(int a,int l,int r,int l1,int r1){
if(l1<=l&&r<=r1)return tr[a];
int mid=(l+r)>>;
if(r1<=mid)return query(a<<,l,mid,l1,r1);
if(l1>mid)return query(a<<|,mid+,r,l1,r1);
return query(a<<,l,mid,l1,mid)*query(a<<|,mid+,r,mid+,r1);
}
void modify(int a,int l,int r,int k){
if(l==r){
tr[a]=val[l];
return;
}
int mid=(l+r)>>;
if(k<=mid)modify(a<<,l,mid,k);
else modify(a<<|,mid+,r,k);
tr[a]=tr[a<<]*tr[a<<|];
}
void path_modify(int u,int c){
val[pos[u]].g[][]+=c-w[u];w[u]=c;
while(u){
matrix od=query(,,n,pos[top[u]],pos[ed[u]]);
modify(,,n,pos[u]);
matrix nw=query(,,n,pos[top[u]],pos[ed[u]]);
u=fa[top[u]];
val[pos[u]].g[][]+=max(nw.g[][],nw.g[][])-max(od.g[][],od.g[][]);
val[pos[u]].g[][]=val[pos[u]].g[][];
val[pos[u]].g[][]+=nw.g[][]-od.g[][];
}
}
int main(){
n=read(),m=read();
for(int i=;i<=n;i++)w[i]=read();
for(int i=;i<n;i++){
int u=read(),v=read();
add(u,v);add(v,u);
}
init();
build(,,n);
for(int i=;i<=m;i++){
int u=read(),x=read();
path_modify(u,x);
matrix ans=query(,,n,pos[top[]],pos[ed[]]);
printf("%lld\n",max(ans.g[][],ans.g[][]));
}
return ;
}
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