优化转移时间复杂度只和深度有关的树形DP
定义重儿子为深度最大的儿子,每次巧妙地利用数组分配空间的方式(利用dfn序)继承来自重儿子的信息,然后暴力合并亲儿子,均摊时空复杂度\(O(n)\)。
Pf:定义长链为最长的全是由重儿子组成的链,则长链的顶点一定是一个轻儿子,对于每个点,只存在于一条长链上,每条长链只会合并一次,需要深度大小的时间,合并后根节点的深度不会发生变化。
所以可以大胆地把时间均摊到每个节点,均摊\(O(1)\).
Luogu P3565 [POI2014]HOT-Hotels
显然3个点不可能在一条链上,只可能是(先找两个点)
第二种情况好弄,第一种情况本能想到换根,但由于每次和深度有关,所以无法换根DP
\(f[u][i]\)表示\(u\)的子树中深度为\(i\)的节点个数
正难则反,之所以无法换根DP是因为无法维护fa的深度数组,所以考虑维护\(g[u][i]\)表示u的子树中还需要\(i\)的距离的点对数量即可
void dgs(int fa,int u) { f[u][1]=1; for(int e=he[u];e;e=nxt[e]) { int v=to[e]; if(v!=fa) { dgs(u,v); for(int i=0;i<=dep[v];i++) { if(i) ans+=(ll)f[u][i-1]*g[v][i]; ans+=(ll)g[u][i+1]*f[v][i]; } for(int i=1;i<=dep[v]+1;i++) { g[u][i]+=g[v][i+1]+(ll)f[u][i]*f[v][i-1]; f[u][i]+=f[v][i-1]; } } } ans+=g[u][0]; }
长链剖分(此为无dfn序版本)
#include<bits/stdc++.h> #define ll long long using namespace std; const int N=1e5+5; int n,cnt,id,to[N],nxt[N],he[N],son[N],dep[N],sf[N],sg[N]; ll t[N],ans; inline void add(int u,int v) { to[++cnt]=v,nxt[cnt]=he[u],he[u]=cnt; } void dfs(int fa,int u) { for(int e=he[u];e;e=nxt[e]) { int v=to[e]; if(v!=fa) { dfs(u,v); if(dep[v]>dep[son[u]]) son[u]=v; } } dep[u]=dep[son[u]]+1; } void dgs(int fa,int u) { if(son[u]) { sf[son[u]]=sf[u]+1,sg[son[u]]=sg[u]-1; dgs(u,son[u]); ans+=t[sg[u]]; } t[sf[u]]=1; for(int e=he[u];e;e=nxt[e]) { int v=to[e]; if(v!=fa&&v!=son[u]) { sf[v]=id,id+=(dep[v]<<1); sg[v]=id; id+=(dep[v]<<1); dgs(u,v); for(int i=0;i<=dep[v];i++) { if(i) ans+=(ll)t[sf[u]+i-1]*t[sg[v]+i]; ans+=(ll)t[sg[u]+i+1]*t[sf[v]+i]; } for(int i=0;i<dep[v];i++) { t[sg[u]+i]+=(ll)t[sg[v]+i+1]; } for(int i=1;i<=dep[v]+1;i++) { t[sg[u]+i]+=(ll)t[sf[u]+i]*t[sf[v]+i-1]; t[sf[u]+i]+=t[sf[v]+i-1]; } } } } int main() { scanf("%d",&n); for(int i=1;i<n;i++) { int u,v; scanf("%d%d",&u,&v); add(u,v),add(v,u); } dfs(0,1); sf[1]=id; id+=(dep[1]<<1); sg[1]=id; id+=(dep[1]<<1); dgs(0,1); printf("%lld\n",ans); return 0; }