树上启发式合并属于暴力的优化,复杂度O(nlogn)

  主要解决的问题特点在于:

    1.对于树上的某些信息进行查询

    2.一般问题的解决不包含对树的修改,所有答案可以离线解决

 

  算法思路:这类问题的特点在于父节点的信息是通过子节点更新而来

  所以如果是暴力解决的话就是对每一个节点往下跑一次图,复杂度在O(n^2)

  因为父节点是有子节点跟新而来,所以我们可以考虑每次保留一部分子节点的信息,将另一部分子节点信息暴力合并得到父节点的信息

  这样的话我们就考虑保留重子节点的信息(子树中子节点数最多的节点),这样我们就可以减少合并次数

  从树链剖分的性质中我们可以得知,一个点到根节点最多不超过logn条路径,所以这样就将算法的复杂度大大降低为O(nlogn)

  引例一:https://www.luogu.com.cn/problem/U41492

  求一颗子树中出现的颜色个数

  

  我们的具体做法如下:

  1.每次先遍历轻子节点,计算轻子节点的信息和答案,但是不保存其信息

  2.遍历重子节点,计算重子节点信息和答案,保存其信息

  3.暴力合并轻子节点信息到重子节点上

  这里比较有疑惑的就是第一和第三步能不能合并到一起,以及为什么在第一步不保存轻子节点的信息。

  其实这是同一个问题,之所以在第一次遍历轻子节点的时候不保存其信息,是为了避免轻子节点的信息对重子节点信息的影响

  换句人话讲:因为我们统计节点颜色的时候,我们是定义一个cnt[]数组进行统计,假设我们第一次遍历轻子节点的时候保留信息

  cnt[]数组记录下当前有的颜色数为totcol = 5,那么在遍历重子节点的时候,如果遍历到一个新的颜色,totcol这个时候会变成6,进而

  在保存数据的时候在重子节点这记录为当前子树内的颜色数为6,这就造成了数据错误,如果不记录轻子节点信息的情况下,当回溯到

  父节点时,轻子节点的信息会不断随着del()函数,totcol减少,然后从0开始遍历重子节点,这样才能正确的计算出重子节点重蕴含的信息。

  

  

 1 # include<iostream>
2 # include<bits/stdc++.h>
3 using namespace std;
4 # define int long long
5 # define endl "\n"
6 const int N = 2e5 + 10;
7 int sz[N], big[N], col[N], l[N], r[N], rnk[N], totdfn;
  /*
     sz[]子树大小
    big[]重儿子
    l[],r[]dfs序列下,子树的边界
    rnk[] dfs序列对应的节点编号
    totdfn dfs序列
  */
8 int ans[N], cnt[N], totcolor;
9 vector<int> g[N];
10 void add(int u) {
11 if (cnt[col[u]] == 0) ++totcolor;
12 cnt[col[u]]++;
13 }
14
15 void del(int u) {
16 cnt[col[u]]--;
17 if (cnt[col[u]] == 0) --totcolor;
18 }
19
20 int getans() {
21 return totcolor;
22 }
23 void dfs0(int u, int fa) {
24 l[u] = ++totdfn;
25 rnk[totdfn] = u;
26 sz[u] = 1;
27 for (int v : g[u]) {
28 if (v != fa) {
29 dfs0(v, u);
30 sz[u] += sz[v];
31 if (!big[u] || sz[v] > sz[big[u]]) big[u] = v;
32 }
33
34 }
35 r[u] = totdfn;
36 }
37 //keep表示是否保留节点信息
38 void dfs1(int u, int fa, bool keep) {
39 for (int v : g[u]) {
40 if (v != fa && v != big[u]) {
41 dfs1(v, u, false);
42 }
43 }//计算轻子节点信息
44 if (big[u]) {
45 dfs1(big[u], u, true);
46 }//计算重子节点信息
47 for (int v : g[u]) {
48 if (v != fa && v != big[u]) {
49 for (int i = l[v]; i <= r[v]; ++i) {
50 add(rnk[i]);
51 }
52 }
53 }
54 add(u);
55 ans[u] = getans();
56 if (keep == false) {
57 for (int i = l[u]; i <= r[u]; ++i) {
58 del(rnk[i]);
59 }
60 }//删除轻子节点信息
61 }
62
63 void solve() {
64 int n;
65 cin >> n;
66 for (int i = 1; i <= n; ++i) g[i].clear();
67 for (int i = 1; i < n; ++i) {
68 int u, v;
69 cin >> u >> v;
70 g[u].push_back(v);
71 g[v].push_back(u);
72 }
73 for (int i = 1; i <= n; ++i) cin >> col[i];
74 dfs0(1, 0);
75 dfs1(1, 0, false);
76 int m;
77 cin >> m;
78 while (m--) {
79 int k;
80 cin >> k;
81 cout << ans[k] << endl;
82 }
83
84 }
85 int tt;
86 signed main() {
87 ios::sync_with_stdio(false);
88 cin.tie(0);
89 cout.tie(0);
90 tt = 1;
91 while (tt--)solve();
92
93
94 return 0;
95 }

  

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