C \color{green}{\texttt{C}} C
[Problem Discription] \color{blue}{\texttt{[Problem Discription]}} [Problem Discription]
给定一棵以 1 1 1 为根的树,记 a i a_{i} ai 表示节点 i i i 的权值, lca( i , j ) \text{lca(}i,j) lca(i,j) 表示节点 i i i 和 j j j 的最近公共祖先,求下面矩阵的行列式,对 998244353 998244353 998244353 取模。
A = ( a lca(1,1) a lca(1,2) … a lca(1,n) a lca(2,1) a lca(2,2) … a lca(2,n) … … a lca(n,1) … … a lca(n,n) ) A = \left ( \begin{matrix} a_{\text{lca(1,1)}} & a_{\text{lca(1,2)}} & \dots & a_{\text{lca(1,n)}} \\ a_{\text{lca(2,1)}} & a_{\text{lca(2,2)}} & \dots & a_{\text{lca(2,n)}} \\ & \dots & \dots & \\ a_{\text{lca(n,1)}} & \dots & \dots & a_{\text{lca(n,n)}}\end{matrix} \right ) A= alca(1,1)alca(2,1)alca(n,1)alca(1,2)alca(2,2)………………alca(1,n)alca(2,n)alca(n,n)
[Analysis] \color{blue}{\texttt{[Analysis]}} [Analysis]
线代题。
随便取出一个叶子节点 u u u,其实有 lca(v,u) = lca(v,fa(u)) \text{lca(v,u)}=\text{lca(v,fa(u))} lca(v,u)=lca(v,fa(u)),其中 v ≠ u , fa(u) v \not = u, \text{fa(u)} v=u,fa(u) 表示 u u u 的父亲。
不妨设 u = n u=n u=n。
det A = ∣ a lca(1,1) a lca(1,2) … a lca(1,n) a lca(2,1) a lca(2,2) … a lca(2,n) … … a lca(n,1) … … a lca(n,n) ∣ = ∣ a lca(1,1) a lca(1,2) … a lca(1,n) − a lca(1,fa(n)) a lca(2,1) a lca(2,2) … a lca(2,n) − a lca(2,fa(n)) … … a lca(n,1) … … a lca(n,n) − a lca(n,fa(n)) ∣ = ∣ a lca(1,1) a lca(1,2) … 0 a lca(2,1) a lca(2,2) … 0 … … a lca(n,1) … … a n − a fa(n) ∣ \text{det} A= \left | \begin{matrix} a_{\text{lca(1,1)}} & a_{\text{lca(1,2)}} & \dots & a_{\text{lca(1,n)}} \\ a_{\text{lca(2,1)}} & a_{\text{lca(2,2)}} & \dots & a_{\text{lca(2,n)}} \\ & \dots & \dots & \\ a_{\text{lca(n,1)}} & \dots & \dots & a_{\text{lca(n,n)}}\end{matrix} \right | = \left | \begin{matrix} a_{\text{lca(1,1)}} & a_{\text{lca(1,2)}} & \dots & a_{\text{lca(1,n)}}-a_{\text{lca(1,fa(n))}} \\ a_{\text{lca(2,1)}} & a_{\text{lca(2,2)}} & \dots & a_{\text{lca(2,n)}}-a_{\text{lca(2,fa(n))}} \\ & \dots & \dots & \\ a_{\text{lca(n,1)}} & \dots & \dots & a_{\text{lca(n,n)}}-a_{\text{lca(n,fa(n))}}\end{matrix} \right | = \left | \begin{matrix} a_{\text{lca(1,1)}} & a_{\text{lca(1,2)}} & \dots & 0 \\ a_{\text{lca(2,1)}} & a_{\text{lca(2,2)}} & \dots & 0 \\ & \dots & \dots & \\ a_{\text{lca(n,1)}} & \dots & \dots & a_{n}-a_{\text{fa(n)}} \end{matrix}\right | detA= alca(1,1)alca(2,1)alca(n,1)alca(1,2)alca(2,2)………………alca(1,n)alca(2,n)alca(n,n) = alca(1,1)alca(2,1)alca(n,1)alca(1,2)alca(2,2)………………alca(1,n)−alca(1,fa(n))alca(2,n)−alca(2,fa(n))alca(n,n)−alca(n,fa(n)) = alca(1,1)alca(2,1)alca(n,1)alca(1,2)alca(2,2)………………00an−afa(n)
由 Laplace 展开,可以转化为 ( n − 1 ) (n-1) (n−1) 阶的问题进行递归。最终答案就是
∏ i = 1 n ( a i − a fa(i) ) \prod\limits_{i=1}^{n} \left ( a_{i} - a_{\text{fa(i)}} \right ) i=1∏n(ai−afa(i))
D \color{green}{\texttt{D}} D
[Problem Discription] \color{blue}{\texttt{[Problem Discription]}} [Problem Discription]
给定一个 n n n 个点, ( 2 n − 2 ) (2n-2) (2n−2) 条边的有向图,每条边有边权。前 ( n − 1 ) (n-1) (n−1) 条边构成一棵以 1 1 1 为根的树,边的方向远离根;后 ( n − 1 ) (n-1) (n−1) 条边为每个点到 1 1 1 的边。每次操作修改其中一条边的边权,或求出从 u u u 到 v v v 的最短路。
边权为 [ 1 , 1 × 1 0 6 ] [1,1 \times 10^{6}] [1,1×106] 间的整数。
[Analysis] \color{blue}{\texttt{[Analysis]}} [Analysis]
从 u u u 到 v v v 的路径其实很少。
- 如果 u u u 能沿着树上的边走到 v v v,那肯定沿着树走最优。
- 否则 u u u 必须先回到 1 1 1,再从 1 1 1 沿着树走到 v v v。
维护 1 1 1 沿着树到每个点的距离(基为 Len ( u ) \text{Len}(u) Len(u)),当修改一条树上边的时候,整棵子树内所有点的距离都将发生变化,但是变化量相同。利用树的深度优先遍历序(即 dfs \text{dfs} dfs 序)连续的性质,可以用线段树维护这个距离。
然后第 1 1 1 种情况的答案其实就是 Len ( v ) − Len ( u ) \text{Len}(v)-\text{Len}(u) Len(v)−Len(u)。
这里其实利用了差分的思想,将区间求和的问题转化为了前缀和相减。
考虑求出 u u u 回到 1 1 1 的最短路。
从直觉上讲,很容易以为就是后 ( n − 1 ) (n-1) (n−1) 条边的权值。但是显然 too young too simple 了。
u u u 虽然不能沿着树的父亲回到 1 1 1,但它可以先到自己的某个子孙再回到 1 1 1。假设 u u u 走到子树内的节点 w w w 再从 w w w 回到 1 1 1,那么路径的长度就是:
l u , w + val w l_{u,w}+\text{val}_w lu,w+valw
其中 l u , w l_{u,w} lu,w 表示在树上从 u u u 到 w w w 的距离, val w \text{val}_{w} valw 表示 w w w 到 1 1 1 的边的长度。
显然这样是求不出来的。但是 l u , w = Len w − Len u l_{u,w}=\text{Len}_{w}-\text{Len}_{u} lu,w=Lenw−Lenu,于是上面式子改写成:
( Len w + val w ) − Len u \left ( \text{Len}_{w} + \text{val}_{w} \right )-\text{Len}_{u} (Lenw+valw)−Lenu
括号内的项仅和 w w w 有关,括号外仅和 u u u 有关。可以用线段树维护括号内的项,这样就可以单次 O ( log n ) O(\log n) O(logn) 地求出所需结果。
这也是一个经典的 trick。如果一个式子里含有两个变量,那一般的数据结构都是无法维护的。分离变量是一个很好的方法。
具体实现看代码。
考场上那些傻瓜错误:
- 把有向图看成无向图(但其实主体思路没有太大变化!)。
- 没有考虑到 u u u 可以先走到子树再回根。
- 数组开太小了……
[Code] \color{blue}{\text{[Code]}} [Code]
int Fa[22][N],n,dep[N],q;
int u[N<<1],v[N<<1],w[N<<1],len[N];
int End[N],rec[N],dfscnt,Trans[N];
ll Len[N];
//len[i] 表示从 i 到 1 的直接边的长度
//Len[i] 表示初始时 1 沿着树到 i 的总长度 struct Segment_Tree{int ls[N<<1],rs[N<<1],rt,ndcnt;ll sum[N<<1],tag[N<<1],minn[N<<1];void pushup(int o){sum[o]=sum[ls[o]]+sum[rs[o]];minn[o]=min(minn[ls[o]],minn[rs[o]]);}void pushdown(int o,int l,int r){tag[ls[o]]+=tag[o];tag[rs[o]]+=tag[o];minn[ls[o]]+=tag[o];minn[rs[o]]+=tag[o];int mid=(l+r)>>1;sum[ls[o]]+=tag[o]*(mid-l+1);sum[rs[o]]+=tag[o]*(r-mid);tag[o]=0;}void build(int &o,int l,int r,int tpe){o=++ndcnt;tag[o]=sum[o]=minn[o]=0;if (l==r){if (tpe==1) sum[o]=minn[o]=Len[Trans[l]];else sum[o]=minn[o]=Len[Trans[l]]+len[Trans[r]];return;}int mid=(l+r)>>1;build(ls[o],l,mid,tpe);build(rs[o],mid+1,r,tpe);return pushup(o);}void modify(int o,int l,int r,int p,int q,int v){if (p<=l&&r<=q){tag[o]+=v;minn[o]+=v;sum[o]+=1ll*v*(r-l+1);return;}if (tag[o]) pushdown(o,l,r);int mid=(l+r)>>1;if (p<=mid) modify(ls[o],l,mid,p,q,v);if (mid<q) modify(rs[o],mid+1,r,p,q,v);return pushup(o);}ll query(int o,int l,int r,int p){if (l==r) return sum[o];if (tag[o]) pushdown(o,l,r);int mid=(l+r)>>1;if (p<=mid) return query(ls[o],l,mid,p);else return query(rs[o],mid+1,r,p);}ll query(int o,int l,int r,int p,int q){if (p<=l&&r<=q) return minn[o];if (tag[o]) pushdown(o,l,r);int mid=(l+r)>>1;ll ans=1e18;if (p<=mid) ans=min(ans,query(ls[o],l,mid,p,q));if (mid<q) ans=min(ans,query(rs[o],mid+1,r,p,q));return ans;}
}SGT,sgt;struct edge{int nxt,to,len;
}e[N<<1];int h[N],ecnt;
void add(int u,int v,int w){e[++ecnt]=(edge){h[u],v,w};h[u]=ecnt;
}void dfs(int u,int fa){rec[u]=++dfscnt;Trans[dfscnt]=u;dep[u]=dep[fa]+1;Fa[0][u]=fa;for(int i=1;i<=20;i++)Fa[i][u]=Fa[i-1][Fa[i-1][u]];for(int i=h[u];i;i=e[i].nxt){int v=e[i].to;if (v==fa) continue;Len[v]=Len[u]+e[i].len;dfs(v,u);}End[u]=dfscnt;//记录 dfs 序
}
int LCA(int u,int v){if (dep[u]<dep[v]) swap(u,v);for(int i=20;i>=0;i--)if (dep[Fa[i][u]]>=dep[v])u=Fa[i][u];if (u==v) return u;for(int i=20;i>=0;i--)if (Fa[i][u]!=Fa[i][v]){u=Fa[i][u];v=Fa[i][v];}return Fa[0][v];
}ll query(int u){return sgt.query(sgt.rt,1,n,rec[u],End[u])-SGT.query(SGT.rt,1,n,rec[u]);
}
ll query(int u,int v){ll res;if (u==v) return 0;if (LCA(u,v)==u) res=SGT.query(SGT.rt,1,n,rec[v])-SGT.query(SGT.rt,1,n,rec[u]);else res=query(u)+SGT.query(SGT.rt,1,n,rec[v]);return res;
}int main(int argv,char *argc[]){n=read();q=read();for(int i=1;i<n;i++){u[i]=read();v[i]=read();w[i]=read();add(u[i],v[i],w[i]);add(v[i],u[i],w[i]);}for(int j=1;j<n;j++){int i=j+(n-1);//真实边标号 u[i]=read();v[i]=read();//v[i] == 1w[i]=read();len[u[i]]=w[i];}dfs(1,0);SGT.build(SGT.rt,1,n,1);sgt.build(sgt.rt,1,n,2);for(int i=1;i<=q;i++){int opt=read(),s=read(),t=read();if (opt==1){if (s<n){//修改树上的边 SGT.modify(SGT.rt,1,n,rec[v[s]],End[v[s]],t-w[s]);sgt.modify(sgt.rt,1,n,rec[v[s]],End[v[s]],t-w[s]);//v[s] 的子树内所有点到 1 的距离发生变化 w[s]=t;}else{sgt.modify(sgt.rt,1,n,rec[u[s]],rec[u[s]],t-len[u[s]]);len[u[s]]=t;}}else printf("%lld\n",query(s,t));}return 0;
}