A Simple Problem On A Tree
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了A Simple Problem On A Tree相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
题意:
给出一棵树,树上每个点有一个权值,有如下操作:
1.输入 (u,v,w),把点 (u,v) 之间路径上的点的权值全部赋值为 (w);
2.输入 (u,v,w),把点 (u,v) 之间路径上的点的权值全部加上 (w);
3.输入 (u,v,w),把点 (u,v) 之间路径上的点的权值全部乘以 (w);
4.输入 (u,v),求出 (sum_{x}{W_x^3}),即路径上所有点的立方和;
数据范围:$ 0 leq w leq 1,000,000,000,1≤N≤100,000$
传送门
分析:
树链剖分,线段树维护区间(平方和,立方和)修改区间(加,赋值,乘)。维护立方和,要同时维护平方和与一次方和。
同时处理加法和乘法处理时,先处理乘法,同时注意乘法对加法的影响,如:((a+b)*c=a*c+b*c)。
另外,赋值的处理先于乘法和加法。
维护平方和和立方和,根据:
((w+d)^3=w^3+(d^3+3*w^2*d+3*w*d^2),(w*d)^3=w^3*d^3)
((w+d)^2=w^2+(d^2+2*w*d),(w*d)^2=w^2*d^2)
另外立方和的处理先于平方和,平方和的处理先于一次方的处理。
注意取模。
代码:
#include <bits/stdc++.h>
#define pb push_back
using namespace std;
typedef long long ll;
const ll mod=1e9+7;
const int N=1e5+5;
struct node
{
ll val,sqa,cub;
}tree[N<<2];
struct tag
{
ll add,mul,asg;
}lazy[N<<2];
vector<int>pic[N];
ll w[N];
int dfn[N],rnk[N],sz[N],son[N],depth[N],fa[N],top[N];
int n;
/**重链剖分**/
void dfs1(int v,int p,int d)
{
sz[v]=1;
son[v]=0;
depth[v]=d;
fa[v]=p;
for(int i=0;i<pic[v].size();i++)
{
int u=pic[v][i];
if(u==p) continue;
dfs1(u,v,d+1);
sz[v]+=sz[u];
if(sz[u]>sz[son[v]])
son[v]=u;
}
}
void dfs2(int v,int p,int tp,int &cnt)
{
dfn[v]=++cnt;
rnk[cnt]=v;
top[v]=tp;
if(!son[v]) return;
dfs2(son[v],v,tp,cnt);
for(int i=0;i<pic[v].size();i++)
{
int u=pic[v][i];
if(u==p||u==son[v]) continue;
dfs2(u,v,u,cnt);
}
}
/**线段树**/
void pushup(int rt)
{
tree[rt].val=(tree[rt<<1].val+tree[rt<<1|1].val)%mod;
tree[rt].sqa=(tree[rt<<1].sqa+tree[rt<<1|1].sqa)%mod;
tree[rt].cub=(tree[rt<<1].cub+tree[rt<<1|1].cub)%mod;
}
void pushdown(int rt,int ln,int rn)
{//先判断是否是赋值:
//先乘后加:
if(lazy[rt].asg)//赋值要优先于加和乘处理
{
ll t=lazy[rt].asg%mod;
tree[rt<<1].cub=t*t%mod*t%mod*ln%mod;
tree[rt<<1|1].cub=t*t%mod*t%mod*rn%mod;
tree[rt<<1].sqa=t*t%mod*ln%mod;
tree[rt<<1|1].sqa=t*t%mod*rn%mod;
tree[rt<<1].val=t%mod*ln%mod;
tree[rt<<1|1].val=t%mod*rn%mod;
lazy[rt<<1]=tag{0,1,t};
lazy[rt<<1|1]=tag{0,1,t};
lazy[rt].asg=0;//赋值处理后不能把lazy[rt]的加和乘的标记给取消
}
if(lazy[rt].mul>1)
{
ll t=lazy[rt].mul*lazy[rt].mul%mod*lazy[rt].mul%mod;
tree[rt<<1].cub=tree[rt<<1].cub*t%mod;
tree[rt<<1|1].cub=tree[rt<<1|1].cub*t%mod;
t=lazy[rt].mul*lazy[rt].mul%mod;
tree[rt<<1].sqa=tree[rt<<1].sqa*t%mod;
tree[rt<<1|1].sqa=tree[rt<<1|1].sqa*t%mod;
tree[rt<<1].val=tree[rt<<1].val*lazy[rt].mul%mod;
tree[rt<<1|1].val=tree[rt<<1|1].val*lazy[rt].mul%mod;
lazy[rt<<1].add=lazy[rt<<1].add*lazy[rt].mul%mod;
lazy[rt<<1].mul=lazy[rt<<1].mul*lazy[rt].mul%mod;
lazy[rt<<1|1].add=lazy[rt<<1|1].add*lazy[rt].mul%mod;
lazy[rt<<1|1].mul=lazy[rt<<1|1].mul*lazy[rt].mul%mod;
lazy[rt].mul=1;
}
if(lazy[rt].add>0)
{//(w+d)^3=w^3+(d^3+3*w^2*d+3*w*d^2)
ll t=lazy[rt].add*lazy[rt].add%mod*lazy[rt].add%mod;
ll a=3LL*tree[rt<<1].sqa%mod*lazy[rt].add%mod;
ll b=3LL*tree[rt<<1].val%mod*lazy[rt].add%mod*lazy[rt].add%mod;
tree[rt<<1].cub=(tree[rt<<1].cub+t*ln%mod+a+b)%mod;
a=3LL*tree[rt<<1|1].sqa%mod*lazy[rt].add%mod;
b=3LL*tree[rt<<1|1].val%mod*lazy[rt].add%mod*lazy[rt].add%mod;
tree[rt<<1|1].cub=(tree[rt<<1|1].cub+t*rn%mod+a+b)%mod;
//(w+d)^2=w^2+(d^2+2*w*d)
t=lazy[rt].add*lazy[rt].add%mod;
a=2LL*tree[rt<<1].val%mod*lazy[rt].add%mod;
tree[rt<<1].sqa=(tree[rt<<1].sqa+t*ln%mod+a)%mod;
a=2LL*tree[rt<<1|1].val%mod*lazy[rt].add%mod;
tree[rt<<1|1].sqa=(tree[rt<<1|1].sqa+t*rn%mod+a)%mod;
//
tree[rt<<1].val=(tree[rt<<1].val+lazy[rt].add*ln%mod)%mod;
tree[rt<<1|1].val=(tree[rt<<1|1].val+lazy[rt].add*rn%mod)%mod;
lazy[rt<<1].add=(lazy[rt<<1].add+lazy[rt].add)%mod;
lazy[rt<<1|1].add=(lazy[rt<<1|1].add+lazy[rt].add)%mod;
lazy[rt].add=0;
}
}
void build(int l,int r,int rt)
{
lazy[rt]=tag{0,1,0};
if(l==r)
{
int t=rnk[l];
tree[rt].val=w[t];
tree[rt].sqa=w[t]*w[t]%mod;
tree[rt].cub=w[t]*w[t]%mod*w[t]%mod;
return;
}
int mid=(l+r)>>1;
build(l,mid,rt<<1);
build(mid+1,r,rt<<1|1);
pushup(rt);
}
void update(int l,int r,int L,int R,int rt,ll num,int f)
{
if(L<=l&&r<=R)
{
if(f==1)//直接赋值
{
tree[rt].val=num%mod*(r-l+1)%mod;
tree[rt].sqa=num%mod*num%mod*(r-l+1)%mod;
tree[rt].cub=num%mod*num%mod*num%mod*(r-l+1)%mod;
lazy[rt]=tag{0,1,num};
}
else if(f==2)//加
{//立方先加
//立方:(w+d)^3=w^3+(d^3+3*w^2*d+3*w*d^2)
ll t=(num%mod*num%mod*num%mod*(r-l+1)%mod+3LL*tree[rt].sqa%mod*num%mod+3LL*num*num%mod*tree[rt].val%mod)%mod;
tree[rt].cub=(tree[rt].cub+t)%mod;
//平方:w^2+d^2+2*w*d=(w+d)^2
t=(num%mod*num%mod*(r-l+1)%mod+2LL*num%mod*tree[rt].val%mod)%mod;
tree[rt].sqa=(tree[rt].sqa+t)%mod;
//一次方:
tree[rt].val=(tree[rt].val+num*(r-l+1)%mod)%mod;
lazy[rt].add=(lazy[rt].add+num)%mod;
}
else//乘
{//注意对加法的影响
//立方:(w*d)^3=(w^3)*(d^3)
tree[rt].cub=(tree[rt].cub*num%mod*num%mod*num)%mod;
//平方:(w*d)^2=w^2*d^2
tree[rt].sqa=(tree[rt].sqa*num%mod*num)%mod;
//一次方:
tree[rt].val=(tree[rt].val*num)%mod;
lazy[rt].add=lazy[rt].add*num%mod;
lazy[rt].mul=lazy[rt].mul*num%mod;
}
return;
}
int mid=(l+r)>>1;
pushdown(rt,mid-l+1,r-mid);
if(L<=mid)
update(l,mid,L,R,rt<<1,num,f);
if(R>mid)
update(mid+1,r,L,R,rt<<1|1,num,f);
pushup(rt);
}
ll query(int l,int r,int L,int R,int rt)
{
if(L<=l&&r<=R)
return tree[rt].cub%mod;
int mid=(l+r)>>1;
pushdown(rt,mid-l+1,r-mid);
ll ans=0;
if(L<=mid)
ans=(ans+query(l,mid,L,R,rt<<1))%mod;
if(R>mid)
ans=(ans+query(mid+1,r,L,R,rt<<1|1))%mod;
return ans;
}
void change(int u,int v,ll w,int f)
{
while(top[u]!=top[v])
{
if(depth[top[v]]<depth[top[u]]) swap(u,v);
update(1,n,dfn[top[v]],dfn[v],1,w,f);
v=fa[top[v]];
}
if(depth[v]<depth[u]) swap(u,v);
update(1,n,dfn[u],dfn[v],1,w,f);
}
ll ask(int u,int v)
{
ll res=0;
while(top[u]!=top[v])
{
if(depth[top[v]]<depth[top[u]]) swap(u,v);
res=(res+query(1,n,dfn[top[v]],dfn[v],1))%mod;
v=fa[top[v]];
}
if(depth[v]<depth[u]) swap(u,v);
res=(res+query(1,n,dfn[u],dfn[v],1))%mod;
return res;
}
/**初始化**/
void init()
{
for(int i=1;i<=n;i++)
pic[i].clear();
}
int main()
{
int t,x,y,cas=0,q;
scanf("%d",&t);
while(t--)
{
scanf("%d",&n);
init();
for(int i=1;i<n;i++)
{
scanf("%d%d",&x,&y);
pic[x].pb(y);
pic[y].pb(x);
}
for(int i=1;i<=n;i++)
scanf("%lld",&w[i]);
int cnt=0;
dfs1(1,0,0);
dfs2(1,0,1,cnt);
build(1,n,1);
scanf("%d",&q);
printf("Case #%d:
",++cas);
while(q--)
{
int op,u,v;
ll we;
scanf("%d",&op);
scanf("%d%d",&u,&v);
if(op==4)
printf("%lld
",ask(u,v));
else
{
scanf("%lld",&we);
change(u,v,we,op);
}
}
}
return 0;
}
以上是关于A Simple Problem On A Tree的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
2019 ICPC上海 F.A Simple Problem On A Tree(树链剖分)
bzoj 3489: A simple rmq problem
HDU 1757 A Simple Math Problem