樹鏈剖分原理

2022-09-23 13:24:08 字數 1208 閱讀 5046

樹鏈剖分用一句話概括就是:把一棵樹剖分為若干條鏈,然後利用資料結構(樹狀陣列,sbt,splay,線段樹等等)去維護每一

條鏈,複雜度為o(logn)  

那麼,樹鏈剖分的第一步當然是對樹進行輕重邊的劃分。

定義size(x)為以x為根的子樹節點個數,令v為u的兒子中size值最大的節點,那麼(u,v)就是重邊,其餘邊為輕邊。

當然,關於這個它有兩個重要的性質:

(1)輕邊(u,v)中,size(v)<=size(u/2)

(2)從根到某一點的路徑上,不超過logn條輕邊和不超過logn條重路徑。  

當然,剖分過程分為兩次dfs,或者bfs也可以。

如果是兩次dfs,那麼第一次dfs就是找重邊,也就是記錄下所有的重邊。

然後第二次dfs就是連線重邊形成重鏈,具體過程就是:以根節點為起點,沿著重邊向下拓展,拉成重鏈,不在當前重鏈上的節

點,都以該節點為起點向下重新拉一條重鏈。  

剖分完畢後,每條重鏈相當於一段區間,然後用資料結構去維護,把所有重鏈首尾相接,放到資料結構上,然後維護整體。

在這裡,當然有很多陣列,現在我來分別介紹它們的作用:

siz陣列,用來儲存以x為根的子樹節點個數

top陣列,用來儲存當前節點的所在鏈的頂端節點

son陣列,用來儲存重兒子

dep陣列,用來儲存當前節點的深度

fa陣列,用來儲存當前節點的父親

tid陣列,用來儲存樹中每個節點剖分後的新編號

rank陣列,用來儲存當前節點**段樹中的位置

那麼,我們現在可以根據描述給出剖分的**:

第一次dfs:記錄所有的重邊

void dfs1(int u,int father,int d)

} }  

第二次dfs:連重邊成重鏈

void dfs2(int u,int tp)

}  當然,由於題目有時候要求邊很多,所以最好不要用二維陣列表示邊,應用鄰接表或者鏈式前向星。  

當然,這裡面有乙個重要的操作,那就是修改樹中邊權的值。

如何修改u到v的邊權的值呢?這裡有兩種情況:

(1)如果u與v在同一條重鏈上,那麼就直接修改了

(2)如果u與v不在同一條重鏈上,那麼就一邊進行修改,一邊將u與v往同一條重鏈上靠,這樣就變成了第一種情況了

那麼現在的關鍵問題就是如何將u和v往同一條重鏈上靠?這個問題此處我就省略了。

至此,樹鏈剖分原理基本分析完畢!

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