spoj - Grass Planting（树链剖分模板题）

Grass Planting

题意

给出一棵树，树有边权。每次给出节点 (u, v) ，有两种操作：1. 把 u 到 v 路径上所有边的权值加 1。2. 查询 u 到 v 的权值之和。

分析

如果这些值不是在树上，而是在区间上，那么凭借线段树、树状数组可以很轻松的解决，但是在树上则不能直接操作。

树链剖分就是将树上的节点映射到区间上，从而实现区间操作。

学习树链剖分前需要掌握的知识点：线段树、LCA。

参考blog

认真读完这篇 blog ，跟着算法流程走一遍差不多就懂了。

code

#include<bits/stdc++.h>
#define lson l, m, rt << 1
#define rson m + 1, r, rt << 1 | 1
using namespace std;
typedef long long ll;
const int MAXN = 2e5 + 10;
int n, m;
int fa[MAXN]; // fa[v]: v 的父亲
int dep[MAXN]; // dep[v]: v 的深度（根深度为１）
int siz[MAXN]; // : 以 v 为根的子树的节点数
int son[MAXN]; // : 重儿子，siz[u] 为 v　的子节点中 siz　值最大的，那么 u 就是 v 的重儿子
int top[MAXN]; // : 表示 v 所在的重链的顶端节点
int w[MAXN]; // : 表示 v 与其父亲节点的连边在线段树中的位置
int num; // 将树映射到线段树上的标号
int cnt, head[MAXN];
struct Edge {
    int to, next;
}edge[MAXN];
void addedge(int u, int v) {
    edge[cnt].to = v;
    edge[cnt].next = head[u];
    head[u] = cnt++;
}
void dfs(int u) {
    siz[u] = 1; son[u] = 0;
    for(int i = head[u]; ~i; i = edge[i].next) {
        if(edge[i].to != fa[u]) {
            fa[edge[i].to] = u;
            dep[edge[i].to] = dep[u] + 1;
            dfs(edge[i].to);
            if(siz[edge[i].to] > siz[son[u]]) son[u] = edge[i].to;
            siz[u] += siz[edge[i].to];
        }
    }
}
void build_tree(int u, int tp) {
    w[u] = ++num; top[u] = tp;
    if(son[u]) build_tree(son[u], top[u]); // 使重链各边在线段树中呈连续分布
    for(int i = head[u]; ~i; i = edge[i].next) {
        int v = edge[i].to;
        if(v != son[u] && v != fa[u])
            build_tree(v, v);
    }
}
ll sum[MAXN], add[MAXN];
void pushUp(int rt) {
    sum[rt] = sum[rt << 1] + sum[rt << 1 | 1];
}
void pushDown(int rt, int m) {
    if(add[rt]) {
        add[rt << 1] += add[rt];
        add[rt << 1 | 1] += add[rt];
        sum[rt << 1] += (m - (m >> 1)) * add[rt];
        sum[rt << 1 | 1] += (m >> 1) * add[rt];
        add[rt] = 0;
    }
}
void build(int l, int r, int rt) {
    add[rt] = sum[rt] = 0;
    if(l == r) return;
    int m = (l + r) / 2;
    build(lson); build(rson);
}
void update(int L, int R, int l, int r, int rt) {
    if(L <= l && R >= r) {
        sum[rt] += r - l + 1;
        add[rt] += 1;
        return;
    }
    pushDown(rt, r - l + 1);
    int m = (l + r) / 2;
    if(m >= L) update(L, R, lson);
    if(m < R) update(L, R, rson);
    pushUp(rt);
}
ll query(int L, int R, int l, int r, int rt) {
    if(L <= l && R >= r) return sum[rt];
    pushDown(rt, r - l + 1);
    int m = (l + r) / 2;
    ll res = 0;
    if(m >= L) res += query(L, R, lson);
    if(m < R) res += query(L, R, rson);
    return res;
}
void change(int v, int u) {
    int t1 = top[v], t2 = top[u];
    while(t1 != t2) {
        if(dep[t1] < dep[t2]) {
            swap(t1, t2); swap(v, u);
        }
        update(w[t1], w[v], 1, n, 1);
        v = fa[t1]; t1 = top[v];
    }
    if(v == u) return;
    if(dep[v] > dep[u]) swap(v, u);
    update(w[son[v]], w[u], 1, n, 1);
}
ll seek(int v, int u) {
    int t1 = top[v], t2 = top[u];
    ll res = 0;
    while(t1 != t2) {
        if(dep[t1] < dep[t2]) {
            swap(t1, t2); swap(v, u);
        }
        res += query(w[t1], w[v], 1, n, 1);
        v = fa[t1]; t1 = top[v];
    }
    if(v == u) return res;
    if(dep[v] > dep[u]) swap(v, u);
    return res + query(w[son[v]], w[u], 1, n, 1);
}
int main() {
    memset(head, -1, sizeof head);
    cnt = num = 0;
    scanf("%d%d", &n, &m);
    for(int i = 1;  i < n; i++) {
        int u, v;
        scanf("%d%d", &u, &v);
        addedge(u, v);
        addedge(v, u);
    }
    dfs(1);
    build_tree(1, 1);
    build(1, n, 1);
    while(m--) {
        char cc[2];
        int u, v;
        scanf("%s%d%d", cc, &u, &v);
        if(cc[0] == 'P') change(u, v);
        else printf("%lld\n", seek(u, v));
    }
    return 0;
}