BZOJ2049: [Sdoi2008]Cave 洞穴勘测 Link-Cut-Tree 模板题

传送门

搞了这么长时间Splay终于可以搞LCT了，等等，什么是LCT？

$LCT$就是$Link-Cut-Tree$，是维护动态树的一个很高效的数据结构，每次修改和查询的均摊复杂度为$O(logN)$,因为那是用splay维护的，所以时间常数也会比较大..

但是相信有节操的出题人是不会恶意卡$LCT$的！

LCT的具体说明就就那篇喜闻乐见的Qtree研究，虽然我并没有怎么看懂，也许是我太弱了吧，总之和啃别人随手打的博客而言，那篇论文还是相对系统的了。

一句话概括$Link-Cut-Tree$就是Link-Cut-Tree=splay+树剖，所以下面的一些简要介绍沿用树剖和splay的用语。

具体说明几个操作;

0.$Splay$

和普通splay几乎一样，但是有一点需要注意，写在注释里了。

inline bool isroot(int node){
    if(t[node].fa==0)return 1;
    return t[t[node].fa].son[0]!=node&&t[t[node].fa].son[1]!=node;
}
inline int get(int node){return t[t[node].fa].son[1]==node;}
void rotate(int node){
    int old=t[node].fa,oldf=t[old].fa,which=get(node);
    if(!isroot(old))t[oldf].son[t[oldf].son[1]==old]=node;//先判断old是不是根再实现翻转，因为先翻转后无论如何old一定不是根
    t[old].son[which]=t[node].son[which^1];t[t[old].son[which]].fa=old;
    t[node].son[which^1]=old;t[old].fa=node;t[node].fa=oldf;
}
void splay(int x){
    int top=0;q[++top]=x;
    for(int i=x;!isroot(i);i=t[i].fa)q[++top]=t[i].fa;
    for(int i=top;i;i--)downit(q[i]);
    while(!isroot(x)){
         int old=t[x].fa,oldf=t[old].fa;
         if(!isroot(old))rotate(get(x)==get(old)?old:x);
         rotate(x);
    }
}

1.$Access$

这个操作就是把当前节点到当前树根变为重链。

具体实现的话和树剖其实有点像，跳到一条链的根，对链操作，跳掉下一条链的底。

void access(int node){
    int tmp=0;
    while(node){
        splay(node);t[node].son[1]=tmp;
        tmp=node;node=t[node].fa;
    }
}

2.$Reverse$

具体的作用就是把一个节点转到根，和splay实现区间翻转挺像的，代码实现不难理解。

void Reverse(int node){access(node);splay(node);t[node].tag^=1;}

3.$Link$

首先把一个节点转到树根，然后由这个节点向另一节点连条虚边，然后splay一下。

void Link(int noda,int nodb){
    Reverse(noda);
    t[noda].fa=nodb;
    splay(noda);
}

4.$Cut$

和上一个差不多。

void Cut(int noda,int nodb){Reverse(noda);access(nodb);splay(nodb);t[nodb].son[0]=t[noda].fa=0;}

5.$find$

int find(int node){
    access(node);splay(node);
    int tmp=node;
    while(t[tmp].son[0])tmp=t[tmp].son[0];
    return tmp;
}

6.$LCA$

void LCA(int noda,int nodb){//noda is LCA
    Reverse(nodb);access(noda);splay(noda);
}

这些操作拼接起来就是这道题的实现了。

//BZOJ 2049
//by Cydiater
//2016.9.12
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <string>
#include <queue>
#include <map>
#include <ctime>
#include <cmath>
#include <cstdlib>
#include <iomanip>
#include <algorithm>
using namespace std;
#define ll long long
#define up(i,j,n)        for(int i=j;i<=n;i++)
#define down(i,j,n)        for(int i=j;i>=n;i--)
#define FILE "sdoi2008_cave"
const int MAXN=1e6+5;
const int oo=0x3f3f3f3f;
inline int read(){
    char ch=getchar();int x=0,f=1;
    while(ch>'9'||ch<'0'){if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}
    while(ch>='0'&&ch<='9'){x=x*10+ch-'0';ch=getchar();}
    return x*f;
}
int q[MAXN],top=0,head,tail,N,M,noda,nodb;
char s[15];
struct Splay{
    int son[2],fa,tag,siz;
}t[MAXN];
namespace solution{
    inline bool isroot(int node){
        if(t[node].fa==0)return 1;
        return t[t[node].fa].son[0]!=node&&t[t[node].fa].son[1]!=node;
    }
    inline int get(int node){return t[t[node].fa].son[1]==node;}
    inline void downit(int node){
        if(t[node].tag){
            int leftson=t[node].son[0],rightson=t[node].son[1];
            t[leftson].tag^=1;t[rightson].tag^=1;
            swap(t[node].son[0],t[node].son[1]);
            t[node].tag=0;
        }
    }
    void rotate(int node){
        int old=t[node].fa,oldf=t[old].fa,which=get(node);
        if(!isroot(old))t[oldf].son[t[oldf].son[1]==old]=node;//先判断old是不是根再实现翻转，因为先翻转后无论如何old一定不是根
        t[old].son[which]=t[node].son[which^1];t[t[old].son[which]].fa=old;
        t[node].son[which^1]=old;t[old].fa=node;t[node].fa=oldf;
    }
    void splay(int x){
        int top=0;q[++top]=x;
        for(int i=x;!isroot(i);i=t[i].fa)q[++top]=t[i].fa;
        for(int i=top;i;i--)downit(q[i]);
        while(!isroot(x)){
            int old=t[x].fa,oldf=t[old].fa;
            if(!isroot(old))rotate(get(x)==get(old)?old:x);
            rotate(x);
        }
    }
    void access(int node){
        int tmp=0;
        while(node){
            splay(node);t[node].son[1]=tmp;
            tmp=node;node=t[node].fa;
        }
    }
    void Reverse(int node){access(node);splay(node);t[node].tag^=1;}
    void Link(int noda,int nodb){
        Reverse(noda);
        t[noda].fa=nodb;
        splay(noda);
    }
    void Cut(int noda,int nodb){Reverse(noda);access(nodb);splay(nodb);t[nodb].son[0]=t[noda].fa=0;}
    int find(int node){
        access(node);splay(node);
        int tmp=node;
        while(t[tmp].son[0])tmp=t[tmp].son[0];
        return tmp;
    }
}
int main(){
    //freopen(FILE".in","r",stdin);
    //freopen(FILE".out","w",stdout);
    freopen("input.in","r",stdin);
    using namespace solution;
    N=read();M=read();
    while(M--){
        scanf("%s",s);noda=read();nodb=read();
        if(s[0]=='C')Link(noda,nodb);
        if(s[0]=='D')Cut(noda,nodb);
        if(s[0]=='Q')puts(find(noda)==find(nodb)?"Yes":"No");
    }
    return 0;
}