HDU 5293 Tree chain problem 树形dp+dfs序+树状数组+LCA

Posted 2020-07-15

题目链接：

http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=5293

题意：

给你一些链，每条链都有自己的价值，求不相交不重合的链能够组成的最大价值。

题解：

树形dp，

对于每条链u，v，w，我们只在lca(u,v)的顶点上处理它

让dp[i]表示以i为根的指数的最大值，sum[i]表示dp[vi]的和(vi为i的儿子们）

则i点有两种决策，一种是不选以i为lca的链，则dp[i]=sum[i]。

另一种是选一条以i为lca的链，那么有转移方程：dp[i]=sigma(dp[vj])+sigma(sum[kj])+w。(sigma表示累加，vj表示那些不在链上的孩子们，kj表示在链上的孩子们）

为了便于计算，我们处理出dp[i]=sum[i]-sigma(dp[k]-sum[k])+w=sum[i]+sigma(sum[k]-dp[k])+w。

利用dfs序和数组数组可以logn算出sigma(sum[k]-dp[k])。

#pragma comment(linker,"/STACK:1024000000,1024000000")
#include<algorithm>
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<cstdio>
#include<vector>
using namespace std;

const int maxn = 202020;
const int maxb= 22;

struct Node {
    int u, v, w;
    Node(int u, int v, int w) :u(u), v(v), w(w) {}
};

int n, m;
vector<Node> que[maxn];
vector<int> G[maxn];
int lca[maxn][maxb],in[maxn],out[maxn],dep[maxn],dfs_cnt;
int sumv[maxn];
int dp[maxn],sum[maxn];

//计算dfs序，in，out;预处理每个订点的祖先lca[i][j],表示i上面第2^j个祖先，lca[i][0]表示父亲
void dfs(int u, int fa,int d) {
    in[u] = ++dfs_cnt;
    lca[u][0] = fa; dep[u] = d;
    for (int j = 1; j < maxb; j++) {
        int f = lca[u][j - 1];
        lca[u][j] = lca[f][j - 1];
    }
    for (int i = 0; i < G[u].size(); i++) {
        int v = G[u][i];
        if (v == fa) continue;
        dfs(v, u, d + 1);
    }
    out[u] = ++dfs_cnt;
}
//在线lca，o(n*logn)预处理+o(logn)询问
int Lca(int u, int v) {
    if (dep[u] < dep[v]) swap(u, v);
    //二进制倍增法，u,v提到相同高度
    for (int i = maxb - 1; i >= 0; i--) {
        if (dep[lca[u][i]] >= dep[v]) u = lca[u][i];
    }
    //当lca为u或者为v的时候
    if (u == v) return u;
    //lca不是u也不是v的情况
    //一起往上提
    for (int i = maxb - 1; i >= 0; i--) {
        if (lca[u][i] != lca[v][i]) {
            u = lca[u][i];
            v = lca[v][i];
        }
    }
    return lca[u][0];
}
//树状数组
int get_sum(int x) {
    int ret = 0;
    while (x > 0) {
        ret += sumv[x];
        x -= x&(-x);
    }
    return ret;
}

void add(int x, int v) {
    while (x <maxn) {
        sumv[x] += v;
        x += x&(-x);
    }
}
//树形dp(用到dfs序和树状数组来快速计算链)
//dfs序+树状数组的想法可以自己在纸上画画图，
void solve(int u,int fa) {
    for (int i = 0; i < G[u].size(); i++) {
        int v = G[u][i];
        if (v == fa) continue;
        solve(v, u);
        sum[u] += dp[v];
    }
    dp[u] = sum[u];
    for (int i = 0; i < que[u].size(); i++) {
        Node& nd = que[u][i];
        //get_sum(in[nd.u])处理的是lca(u,v)到u点这条路径的所有顶点
        //get_sum(out[nd.v])处理的是lca(u,v)到v点这条路径的所有顶点
        dp[u] = max(dp[u], sum[u] + get_sum(in[nd.u]) + get_sum(in[nd.v]) + nd.w);
    }
    add(in[u], sum[u] - dp[u]);
    add(out[u], dp[u] - sum[u]);
}

void init() {
    dfs_cnt = 0;
    for (int i = 1; i <= n; i++) G[i].clear();
    for (int i = 1; i <= n; i++) que[i].clear();
    memset(lca, 0, sizeof(lca));
    memset(sumv, 0, sizeof(sumv));
    memset(sum, 0, sizeof(sum));
    memset(dp, 0, sizeof(dp));
}

int main() {
    int tc;
    scanf("%d", &tc);
    while (tc--) {
        scanf("%d%d", &n, &m);
        init();
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            int u, v;
            scanf("%d%d", &u, &v);
            G[u].push_back(v);
            G[v].push_back(u);
        }
        dfs(1, 0,1);
        while (m--) {
            int u, v, w;
            scanf("%d%d%d", &u, &v, &w);
            //每条链在Lca的位置上处理，这样符合dp的无后效性
            que[Lca(u, v)].push_back(Node(u, v, w));
        }
        solve(1, 0);
        printf("%d\n", dp[1]);
    }
    return 0;
}
/*
1
7 111
1 2
1 3
2 4
2 5
3 6
3 7

3 3
1 2
1 3
1 1 1
2 2 2
3 3 3

3 3
1 2
1 3
1 1 1
1 2 3
3 3 1
*/