[bzoj4712] 洪水 [树链剖分+线段树+dp]

Posted 2021-01-04 dedicatus545

题面

传送门

思路

DP方程

首先，这题如果没有修改操作就是sb题，dp方程如下

$dp[u]=max(v[u],max(dp[v]))$，其中$v$是$u$的儿子

我们令$g[u]=max(dp[v])$

修改？

我们发现，本题中所有的修改都是非负的

也就是说，每一次修改结束以后，$dp[u]$的值只增不减

同时，修改$u$位置的$v[u]$值，只会影响到$u$到根的这一条链上的$dp$值

我们考虑修改后，这条链上的每个点的$dp[u]$值的增量，令这个增量为$delta[u]$

那么显然当$delta[u]=0$时，$u$上面的所有$delta$都是0了

因此我们只需要考虑中间这一段$delta$不为0的部分，我们令这个部分为$[u,t]$

影响？

首先对于被修改的点$u$，如果本来就是$g[u]<v[u]$，那么$delta[u]=0$，不需要任何操作

否则，$delta[u]=min(v[u]+change,g[u])-v[u]$

然后，对于所有$(u,t]$中的点，它们的$g$会加上它们儿子那一层的点的$delta$

也就是说，后面这个过程中$v[x]$不受影响，所以$delta$不为0当且仅当$g[x]<v[x]$，并且这个过程中的$delta$是单调递减的

那么，一个单调递减的$delta$序列，能让你想到什么？

当然是二分查找啦！

二分

我们尝试二分得到第一个$delta[x]=0$的$x$

但是如果直接暴力算$delta$的话肯定就T飞了

我们需要一个优美一些的做法

我们考虑开一棵线段树来维护这个$delta$，同时线段树外面套一个树链剖分

显然我们只维护$delta$是无法维护的，我们还需要维护$g$的值，它的作用是询问的时候输出答案

发现这个$g$只需要叶子节点的值，所以我们可以非常方便的把开出来的$g$数组的非叶子部分作为$lazy$标记来使用

维护$delta$的时候，我们换一个方式表达它：维护$v[u]-g[u]$，这样既可以方便地区间修改，又可以当成查看$delta$是否在当前节点变成0的一部分信息

那么我们直接在线段树上二分，当前点为$u$

首先把$v[u]$修改，体现在线段树上，然后找到当前点到根的链上的$delta$0点，然后它下面的所有数的$g$值加上$delta[u]$，

二分的右端点，我们考虑它的$delta$，并以这个值为新的$delta$，重复上面的二分过程（注意不用修改$v[u]$）

查询的时候就是用记录好的$v[u]$和用线段树中维护的$g[u]$求最小值输出

Code

代码里面的s等价于上述的g

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#include<cstdio>
#include<cmath>
#include<cassert>
#define ll long long
using namespace std;
inline ll read(){
????ll re=0,flag=1;char ch=getchar();
????while(ch>'9'||ch<'0'){
????????if(ch=='-') flag=-1;
????????ch=getchar();
????}
????while(ch>='0'&&ch<='9') re=(re<<1)+(re<<3)+ch-'0',ch=getchar();
????return re*flag;
}
int n,fa[200010],first[200010],dep[200010],siz[200010],son[200010],top[200010];
ll w[200010],s[200010],dp[200010];
int p[200010],back[200010],clk;
ll a[1000010],add[1000010];
struct edge{
????int to,next;
}e[400010];int cnte=0;
inline void adde(int u,int v){
????e[++cnte]=(edge){v,first[u]};first[u]=cnte;
????e[++cnte]=(edge){u,first[v]};first[v]=cnte;
}
void dfs(int u,int f){
????int i,v;dep[u]=dep[f]+1;siz[u]=1;fa[u]=f;dp[u]=w[u];
????for(i=first[u];~i;i=e[i].next){
????????v=e[i].to;if(v==f) continue;
????????dfs(v,u);
????????siz[u]+=siz[v];s[u]+=dp[v];
????????if(siz[son[u]]<=siz[v]) son[u]=v;
????}
????if(siz[u]==1) s[u]=1e15;
????dp[u]=min(dp[u],s[u]);
}
void dfs2(int u,int t){
????int i,v;
????top[u]=t;
????clk++;p[u]=clk;back[clk]=u;
????if(son[u]) dfs2(son[u],t);
????for(i=first[u];~i;i=e[i].next){
????????v=e[i].to;if(v==fa[u]||v==son[u]) continue;
????????dfs2(v,v);
????}
}
void update(int num){
????a[num]=min(a[num<<1],a[num<<1|1]);
}
void push(int l,int r,int num){
????if(l==r||!add[num]) return;
????add[num<<1]+=add[num];add[num<<1|1]+=add[num];
????a[num<<1]-=add[num];a[num<<1|1]-=add[num];
????add[num]=0;
}
void build(int l,int r,int num){
????if(l==r){
????????a[num]=w[back[l]]-s[back[l]];
????????add[num]=s[back[l]];
????????return;
????}
????int mid=(l+r)>>1;
????build(l,mid,num<<1);build(mid+1,r,num<<1|1);
????update(num);
}
ll ask1(int l,int r,int num,int pos){
????if(l==r) return add[num];
????push(l,r,num);
????int mid=(l+r)>>1;
????if(mid>=pos) return ask1(l,mid,num<<1,pos);
????else return ask1(mid+1,r,num<<1|1,pos);
}
int get(int l,int r,int ql,int qr,int num,ll delta){
????push(l,r,num);
????if(l>=ql&&r<=qr){
????????if(a[num]>=delta) return l;
????????if(l==r) return 0;
????}
????int mid=(l+r)>>1;
????if(qr<=mid) return get(l,mid,ql,qr,num<<1,delta);
????if(ql>mid) return get(mid+1,r,ql,qr,num<<1|1,delta);
????int tmp=get(mid+1,r,ql,qr,num<<1|1,delta);
????if(!tmp||tmp>mid+1) return tmp;
????tmp=get(l,mid,ql,qr,num<<1,delta);
????if(!tmp) return mid+1;
????else return tmp;
}
void changew(int l,int r,int num,int pos){
????if(l==r){
????????a[num]=w[back[l]]-add[num];
????????return;
????}
????int mid=(l+r)>>1;
????push(l,r,num);
????if(mid>pos) changew(l,mid,num<<1,pos);
????else changew(mid+1,r,num<<1|1,pos);
????update(num);
}
void changes(int l,int r,int ql,int qr,int num,ll val){
????push(l,r,num);
????if(l>=ql&&r<=qr){
????????a[num]-=val;add[num]+=val;
????????return;
????}
????int mid=(l+r)>>1;
????if(mid>=ql) changes(l,mid,ql,qr,num<<1,val);
????if(mid<qr) changes(mid+1,r,ql,qr,num<<1|1,val);
????update(num);
}
int binary_search(int x,ll val){
????int pos,t;t=x;x=fa[x];
????while(fa[x]){
????????pos=get(1,n,p[top[x]],p[x],1,val);
????????if(!pos) break;
????????if(pos>p[top[x]]) return back[pos];
????????t=top[x];x=fa[t];
????}
????return t;
}
void work(int x,int y,ll val){
????while(top[x]!=top[y]) changes(1,n,p[top[x]],p[x],1,val),x=fa[top[x]];
????changes(1,n,p[y],p[x],1,val);?? 
}
ll getval(int x){
????return min(w[x],ask1(1,n,1,p[x]));
}
void change(int x,ll val){
????ll tmp=getval(x);
????w[x]+=val;
????changew(1,n,1,p[x]);
????ll delta=getval(x)-tmp;
????if(!delta) return;
????while(fa[x]){
????????int y=binary_search(x,delta);
????????if(x!=y) work(fa[x],y,delta);
????????x=fa[y];
????????if(!x) return;
????????tmp=getval(x);
????????work(x,x,delta);
????????delta=getval(x)-tmp;
????????if(!delta) return;
????}
}
int main(){
????memset(first,-1,sizeof(first));int i,t1;ll t2;char s[10];
????n=read();
????for(i=1;i<=n;i++) w[i]=read();
????for(i=1;i<n;i++){
????????t1=read();t2=read();
????????adde(t1,t2);
????}
????dfs(1,0);
????dfs2(1,1);
????build(1,n,1);
????int m=read();
????while(m--){
????????scanf("%s",s);
????????if(s[0]=='Q'){
????????????t1=read();
????????????printf("%lld
",getval(t1));
????????}
????????else{
????????????t1=read();t2=read();
????????????change(t1,t2);
????????}
????}
}