Educational Codeforces Round 32 G. Xor-MST 01tire + 分治 + Boruvka

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  • 题意:
  • 思路:

题意:

给你一个长度为nnn序列aaa,每两个点之间的边权为ai⊕aja_i\oplus a_jaiaj,问你最小生成树的权值是多少。

n≤2e5,ai<230n\le2e5,a_i< 2^{30}n2e5,ai<230

思路:

看到最小生成树,我们可以想到克鲁斯卡尔算法,但是完全图显然不能直接做,但是异或的话显然我们需要放到tiretiretire树上来跑的。

这里先介绍一种基于tiretiretire树分治的算法。

根据克鲁斯卡尔的思想,我们需要找当前边权最小的点来合并,显然就是两个点的lcalcalca中深度最深的位置,但是这个比较难搞啊,既然我们都放在tiretiretire树上了,为什么不利用一下tiretiretire树的性质呢?

根据tiretiretire树我们可知,每个点最多有两个儿子,并且可以拆位来看贡献!

所以我们遍历tiretiretire树,找每个可能为lcalcalca的点,找一个最小的边,加上当前位的贡献即可。

一个小技巧,我们可以将aaa排序后依次插入,那么tiretiretire每个点的区间都是连续的。

复杂度O(nlog2n)O(nlog^2n)O(nlog2n)

在考虑利用BoruvkaBoruvkaBoruvka算法来解决。

我们需要使用BoruvkaBoruvkaBoruvka算法来快速找出对于每个连通块,与他连边最小的联通块是哪个,让后不断折半,最多进行lognlognlogn次。

考虑对每一个点aia_iai建一颗字典树,让后对全局建一颗字典树,比如要查与iii这个连通块异或值最小的联通块,我们可以利用全局的tirealltire_{all}tireall减去当前的tireitire_{i}tirei,这样就得到了其他连通块的tiretiretire,在上面贪心的找即可,合并的时候启发式合并即可。

不知道为何aaa排序就过了,不排序过不了。

复杂度O(nlog2n∗α)O(nlog^2n*\alpha)O(nlog2nα)

// Problem: G. Xor-MST
// Contest: Codeforces - Educational Codeforces Round 32
// URL: https://codeforces.com/contest/888/problem/G
// Memory Limit: 256 MB
// Time Limit: 2000 ms
// 
// Powered by CP Editor (https://cpeditor.org)//#pragma GCC optimize("Ofast,no-stack-protector,unroll-loops,fast-math")
//#pragma GCC target("sse,sse2,sse3,ssse3,sse4.1,sse4.2,avx,avx2,popcnt,tune=native")
//#pragma GCC optimize(2)
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#define X first
#define Y second
#define L (u<<1)
#define R (u<<1|1)
#define pb push_back
#define mk make_pair
#define Mid ((tr[u].l+tr[u].r)>>1)
#define Len(u) (tr[u].r-tr[u].l+1)
#define random(a,b) ((a)+rand()%((b)-(a)+1))
#define db puts("---")
using namespace std;//void rd_cre() { freopen("d://dp//data.txt","w",stdout); srand(time(NULL)); }
//void rd_ac() { freopen("d://dp//data.txt","r",stdin); freopen("d://dp//AC.txt","w",stdout); }
//void rd_wa() { freopen("d://dp//data.txt","r",stdin); freopen("d://dp//WA.txt","w",stdout); }typedef long long LL;
typedef unsigned long long ULL;
typedef pair<int,int> PII;const int N=200010,mod=1e9+7,INF=0x3f3f3f3f;
const double eps=1e-6;int n;
LL a[N];
int tr[N*32][2],idx;
int l[N*32],r[N*32];void insert(int x,int id) {int p=0;for(int i=30;i>=0;i--) {int u=x>>i&1;if(!tr[p][u]) tr[p][u]=++idx;if(!l[p]) l[p]=id; r[p]=id;p=tr[p][u];}if(!l[p]) l[p]=id; r[p]=id;
}LL query(int x,int p,int dep) {if(dep==-1) return 0;int u=x>>dep&1;if(tr[p][u]) return query(x,tr[p][u],dep-1);else return query(x,tr[p][!u],dep-1)+(1<<dep);
}LL dfs(int p,int dep) {if(dep==-1) return 0;if(tr[p][0]&&tr[p][1]) {LL ans=1e12;for(int i=l[tr[p][0]];i<=r[tr[p][0]];i++) {ans=min(ans,query(a[i],tr[p][1],dep-1));}return dfs(tr[p][0],dep-1)+dfs(tr[p][1],dep-1)+ans+(1<<dep);} else if(tr[p][1]) {return dfs(tr[p][1],dep-1);} else if(tr[p][0]) {return dfs(tr[p][0],dep-1);}return 0;
}int main()
{
//	ios::sync_with_stdio(false);
//	cin.tie(0);scanf("%d",&n);for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%d",&a[i]);sort(a+1,a+1+n);for(int i=1;i<=n;i++) insert(a[i],i);printf("%lld\n",dfs(0,30));return 0;
}
/**/
// Problem: G. Xor-MST
// Contest: Codeforces - Educational Codeforces Round 32
// URL: https://codeforces.com/contest/888/problem/G
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#define X first
#define Y second
#define L (u<<1)
#define R (u<<1|1)
#define pb push_back
#define mk make_pair
#define Mid ((tr[u].l+tr[u].r)>>1)
#define Len(u) (tr[u].r-tr[u].l+1)
#define random(a,b) ((a)+rand()%((b)-(a)+1))
#define db puts("---")
using namespace std;//void rd_cre() { freopen("d://dp//data.txt","w",stdout); srand(time(NULL)); }
//void rd_ac() { freopen("d://dp//data.txt","r",stdin); freopen("d://dp//AC.txt","w",stdout); }
//void rd_wa() { freopen("d://dp//data.txt","r",stdin); freopen("d://dp//WA.txt","w",stdout); }typedef long long LL;
typedef unsigned long long ULL;
typedef pair<LL,LL> PII;const int N=300010,mod=1e9+7,INF=0x3f3f3f3f;
const double eps=1e-6;int n;
LL a[N];
int tr[N*50][2],root[N],idx,cnt[N*50],ed[N*50];
int p[N],se[N],id[N];
LL d[N];int find(int x) {return x==p[x]? x:p[x]=find(p[x]);
}void dfs(int p,int q) {cnt[p]+=cnt[q];ed[p]=ed[q];for(int i=0;i<2;i++) {if(tr[q][i]) {if(!tr[p][i]) {tr[p][i]=tr[q][i];} else dfs(tr[p][i],tr[q][i]);}}
}void merge(int a,int b) {int pa=find(a),pb=find(b);if(pa==pb) return;if(se[pa]<se[pb]) dfs(root[pb],root[pa]),p[pa]=pb,se[pb]+=se[pa];else dfs(root[pa],root[pb]),p[pb]=pa,se[pa]+=se[pb];
}void insert(int p,int x,int id) {ed[p]=id;for(int i=30;i>=0;i--) {int u=x>>i&1;if(!tr[p][u]) tr[p][u]=++idx;assert(idx<N*50);p=tr[p][u]; cnt[p]++;ed[p]=id;}
}PII query(int x,int p) {int pp=root[0];LL ans=0;for(int i=30;i>=0;i--) {int u=x>>i&1;if(tr[pp][u]&&cnt[tr[pp][u]]-cnt[tr[p][u]]>0) p=tr[p][u],pp=tr[pp][u];else p=tr[p][!u],pp=tr[pp][!u],ans+=1<<i;}return {ed[pp],ans};
}int main()
{
//	ios::sync_with_stdio(false);
//	cin.tie(0);scanf("%d",&n);for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%lld",&a[i]);random_shuffle(a+1,a+1+n);root[0]=++idx;for(int i=1;i<=n;i++) {root[i]=++idx; p[i]=i; se[i]=1;assert(idx<N*50);insert(root[i],a[i],i); insert(root[0],a[i],i);}// merge(3,2);  merge(1,3);// PII now=query(a[3],root[find(3)]);// cout<<now.X<<' '<<now.Y<<endl;// return 0;LL ans=0;int all=0;while(1) {for(int i=1;i<=n;i++) d[i]=(1ll<<31)-1;int cur=0;for(int i=1;i<=n;i++) {PII now=query(a[i],root[find(i)]);int x=find(i),y=find(now.X);if(x==y) continue;if(d[x]>now.Y) d[x]=now.Y,id[x]=now.X;if(d[y]>now.Y) d[y]=now.Y,id[y]=x;}for(int i=1;i<=n;i++) if(d[i]!=(1ll<<31)-1&&find(i)!=find(id[i])) {merge(i,id[i]); ans+=d[i];cur++;}if(!cur) break;}cout<<ans<<endl;return 0;
}
/**/

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