题目:
给定一棵有n 个节点的树,树上有一些关键点(key)。接下来有q组询问,每次给出ki 个key,要求删去一些点,使得这些key不相连。要求删去的最少的点数。
1<=n<=100000
1<=q<=100000
The sum of all ki 's does't exceed 100000
题解:
这篇文章讲的很详细
第一反应肯定是树形dp,但是如果每个q都要跑一次完整的树,很俨然O(n * q)肯定会超时,所以肯定要用到虚树
虚树题目的一般套路,先不考虑超时写出树上dp转移方程,然后根据题意构建虚树,多为确定关键点,然后求lca
首先是树上dp部分:
如果两个关键点直接相连就无解(注意题目要求的是删点而非删边)
如果当前点是关键点,那么询问他的子儿子是不是关键点,如果是,两者连线上的点就必须断开。
如果当前点不是关键点,看子树中有多少关键点,如果多于两个,就将当前点删去,这样子树就断开了。如果只有一个,那么留到后面和洽谈子树中的关键点分割更优
siz[x]:以x为根的子树里key的个数
ans[i]:以x为根的子树,使得所有的key都不连通的最小删点个数
void dfs(int x)//树形dp,具体写法视题意而定,本题的树形dp基于贪心 { ans[x]=0; if(vis[x])//若当前点是关键点 { siz[x]=1;//关键点数量 for(int i=0;i<vir[x].size();i++) { int son=vir[x][i]; dfs(son); ans[x]+=ans[son]; if(siz[son])//若son子树中有关键点,必须删除一个点,以保证其不与x连通 ans[x]++; } } else//若当前点为非关键点 { siz[x]=0; for(int i=0;i<vir[x].size();i++) { int son=vir[x][i]; dfs(son); ans[x]+=ans[son]; siz[x]+=siz[son]; } if(siz[x]>1)//若子树中有节点,则删除x节点 { siz[x]=0; ans[x]++; } } }
然后就是建虚树:
建虚树就是找key点,然后将key的lca同时保留,维护树的形状
我们按照dfn的大小对key值进行排序,然后按照顺序两两求lca建树
这样就不用每对元素都求Lca(至于具体证明这里不讲了)
bool cmp(int x,int y) { return ldfn[x]<ldfn[y]; }//按dfn排序 void build() { sort(d+1,d+1+m,cmp); int keynum=m; for(int i=1;i<keynum;i++) d[++m]=LCA(d[i],d[i+1]);//求相邻两个的LCA sort(d+1,d+1+m,cmp); m=unique(d+1,d+1+m)-d-1; //去重,unique对一个已经排序的数组可以实现去重, //多出来的扔到了数组的后面,并返回数组大小的地址 int top=0; stk[++top]=d[1]; for(int i=2;i<=m;i++){ while(top&&rdfn[stk[top]]<ldfn[d[i]]) top--;//如果不是祖先,则弹出元素 if(top) vir[stk[top]].push_back(d[i]);//加入到其祖先的子树里 stk[++top]=d[i];//维护新的链 } }
代码:
#include<bits/stdc++.h> using namespace std; const int MAXN=100100; const int MAXB=20; int cnt,m; int ldfn[MAXN],rdfn[MAXN];//当前节点的dfs序 int fa[MAXN][MAXB];//f[i][j]表示i节点向上2^j步的祖先 int dep[MAXN];//节点深度 int stk[MAXN];//栈,用于构建虚树 int d[MAXN<<1];//用于存储虚树的节点编号。由于LCA可能有重复,因此需要开2倍 int vis[MAXN];//标记当前节点是否为关键点 vector<int> rea[MAXN],vir[MAXN];//实树的边,虚树的边 int ans[MAXN],siz[MAXN];//用于树形dp void predfs(int x,int f,int depth)//模板,预处理,计算实树上每个节点的dfs序和倍增祖先 { ldfn[x]=++cnt; dep[x]=depth; fa[x][0]=f; for(int j=1;j<MAXB;j++) { fa[x][j]=fa[fa[x][j-1]][j-1]; } for(int i=0;i<rea[x].size();i++) { int son=rea[x][i]; if(son!=f) predfs(son,x,depth+1); } rdfn[x]=cnt; } int lca(int u,int v)//模板,倍增计算u和v的最近公共祖先 { if(dep[u]<dep[v]) swap(u,v); int delta=dep[u]-dep[v]; for(int j=0;j<MAXB&δj++)//先调整到同一深度 { if(delta&(1<<j)) u=fa[u][j]; } if(u==v) return u; for(int j=MAXB-1;j>=0;j--)//再二分向上查找LCA { if(fa[u][j]!=fa[v][j]) { u=fa[u][j]; v=fa[v][j]; } } return fa[u][0]; } bool cmp(int x,int y) { return ldfn[x]<ldfn[y]; } void build()//模板,构建虚树 { sort(d+1,d+m+1,cmp);//按dfs序排序 int keynum=m; for(int i=1;i<keynum;i++)//将dfs序相邻的节点的LCA也加入到虚树的构建中 d[++m]=lca(d[i],d[i+1]); sort(d+1,d+m+1,cmp);//再次排序 m=unique(d+1,d+m+1)-d-1;//去重 //unique函数的本质是将相邻且相同的元素去重,通常与sort搭配使用,利用排序将相同元素放在相邻位置 //虽然d[]内元素没有按数值递增,但按cmp排序后,也能保证相同元素处在相邻位置,可以用unique去重 int top=0; stk[++top]=d[1];//构造一个从底到顶元素的深度递增单调栈 for(int i=2;i<=m;i++)//开始构建虚树 { while(top&&rdfn[stk[top]]<ldfn[d[i]])//维护单调栈,弹出不是d[i]祖先的元素 top--; if(top) vir[stk[top]].push_back(d[i]);//连边 stk[++top]=d[i];//d[i]加入单调栈 } } void dfs(int x)//树形dp,具体写法视题意而定,本题的树形dp基于贪心 { ans[x]=0; if(vis[x])//若当前点是关键点 { siz[x]=1;//关键点数量 for(int i=0;i<vir[x].size();i++) { int son=vir[x][i]; dfs(son); ans[x]+=ans[son]; if(siz[son])//若son子树中有关键点,必须删除一个点,以保证其不与x连通 ans[x]++; } } else//若当前点为非关键点 { siz[x]=0; for(int i=0;i<vir[x].size();i++) { int son=vir[x][i]; dfs(son); ans[x]+=ans[son]; siz[x]+=siz[son]; } if(siz[x]>1)//若子树中有节点,则删除x节点 { siz[x]=0; ans[x]++; } } } int main() { int n,q,u,v; while(~scanf("%d",&n)) { for(int i=1;i<=n;i++) rea[i].clear(); for(int i=1;i<n;i++) { scanf("%d%d",&u,&v); rea[u].push_back(v); rea[v].push_back(u); } cnt=0; predfs(1,0,0); scanf("%d",&q); while(q--) { scanf("%d",&m); for(int i=1;i<=m;i++) { scanf("%d",&d[i]); vis[d[i]]=1; } int flag=1; for(int i=1;i<=m;i++) { if(vis[fa[d[i]][0]]) { flag=0; break; } } if(!flag) { printf("-1\n"); } else { build(); dfs(d[1]); printf("%d\n",ans[d[1]]); } for(int i=1;i<=m;i++)//由于关键点较少,避免使用memset清空 { vis[d[i]]=0; vir[d[i]].clear(); } } } }