[bzoj2049][Sdoi2008]Cave 洞穴勘测——lct
Brief Description
给定一个森林,您需要支持两种操作:
- 链接两个节点。
- 断开两个节点之间的链接。
Algorithm Design
对于树上的操作,我们现在已经有了树链剖分可以处理这些问题。然而树链剖分不支持动态维护树上的拓扑结构。所以我们需要Link-Cut Tree(lct)来解决这种动态树问题。顺带一提的是,动态树也是Tarjan发明的。
首先我们介绍一个概念:Preferred path(实边),其他的边都是虚边。我们使用splay来实时地维护这条路径。
lct的核心操作是access。access操作可以把虚边变为实边,通过改变splay的拓扑结构来维护实边。
有了这个数据结构,我们依次来考虑两个操作。
对于链接两个节点,我们需要首先把x节点变为他所在树的根节点,然后直接令fa[x] = y即可。
怎样换根呢?稍微思考一下可以发现,我们直接把从根到他的路径反转即可。
对于第二种操作,我们直接断开拓扑关系即可。
另外实现的时候要注意,splay的根节点的父亲是他的上一个节点。所以zig和splay的写法应该格外注意。
Code
#include <algorithm>
#include <cctype>
#include <cstdio>
#include <stack>
using std::stack;
const int maxn = 10005;
inline int read() {
int x = 0, f = 1;
char ch = getchar();
while (!isdigit(ch)) {
if (ch == '-')
f = -1;
ch = getchar();
}
while (isdigit(ch)) {
x = x * 10 + ch - '0';
ch = getchar();
}
return x * f;
}
int n, m;
int fa[maxn], ch[maxn][2];
bool rev[maxn];
inline bool isroot(int x) { return ch[fa[x]][0] != x && ch[fa[x]][1] != x; }
void pushdown(int k) {
if (rev[k]) {
rev[k] = 0;
rev[ch[k][0]] ^= 1;
rev[ch[k][1]] ^= 1;
std::swap(ch[k][0], ch[k][1]);
}
}
void zig(int x) {
int y = fa[x], z = fa[y], l = (ch[y][1] == x), r = l ^ 1;
if (!isroot(y))
ch[z][ch[z][1] == y] = x;
fa[ch[y][l] = ch[x][r]] = y;
fa[ch[x][r] = y] = x;
fa[x] = z;
}
void splay(int x) {
stack<int> st;
st.push(x);
for (int i = x; !isroot(i); i = fa[i])
st.push(fa[i]);
while (!st.empty()) {
pushdown(st.top());
st.pop();
}
for (int y = fa[x]; !isroot(x); zig(x), y = fa[x])
if (!isroot(y))
zig((ch[fa[y]][0] == y) == (ch[y][0] == x) ? y : x);
}
void access(int x) {
int t = 0;
while (x) {
splay(x);
ch[x][1] = t;
t = x;
x = fa[x];
}
}
void rever(int x) {
access(x);
splay(x);
rev[x] ^= 1;
}
void link(int x, int y) {
rever(x);
fa[x] = y;
splay(x);
}
void cut(int x, int y) {
rever(x);
access(y);
splay(y);
ch[y][0] = fa[x] = 0;
}
int find(int x) {
access(x);
splay(x);
int y = x;
while (ch[y][0])
y = ch[y][0];
return y;
}
int main() {
#ifndef ONLINE_JUDGE
freopen("input", "r", stdin);
#endif
char ch[10];
int x, y;
n = read(), m = read();
for (int i = 1; i <= m; i++) {
scanf("%s", ch);
x = read();
y = read();
if (ch[0] == 'C')
link(x, y);
else if (ch[0] == 'D')
cut(x, y);
else {
if (find(x) == find(y))
printf("Yes\n");
else
printf("No\n");
}
}
}
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