和重链剖分的概念有点点像。或者应该叫做实链剖分。
LCT维护的“原树”并非是一棵树,而是一片森林。森林中的树可以切成各种形状的树,也可以把不同的树合并。LCT内部的“辅助树”也不是一棵树,而是一片(更大的)Splay森林。
原树是一棵有根树。支持以下操作:
1、对原树节点x和节点y的链更新某信息
2、对原树节点x和节点y的链查询某信息
3、重新指定原树的根节点
4、删除原树的边x-y
5、添加原树的边x-y,其中y是深度更小的节点
LCT维护一片Splay森林,其中每一棵Splay代表原树的一条深度单调递增/单调递减的链(也就是说不拐弯的链)。每一棵Splay的中序遍历是原树的链顶到链底。所以每个节点的实儿子是唯一的,父亲也是唯一的。
实儿子:原树中,当前节点的儿子,且当前节点处于同一棵Splay中,当前节点知道它的实儿子是谁,实儿子也知道其父亲是谁。
虚儿子:原树中,当前节点的儿子,且当前节点不处于同一棵Splay中,当前节点并不知道它的虚儿子有哪些,但是虚儿子知道其父亲是谁。
struct LinkCutTree {
static const int MAXN = 2e5 + 10;
int ch[MAXN][2], pa[MAXN];
int siz[MAXN], rev[MAXN];
int val[MAXN], sum[MAXN];
inline void PushUp(int x) {
siz[x] = 1 + siz[ch[x][0]] + siz[ch[x][1]];
sum[x] = val[x] ^ sum[ch[x][0]] ^ sum[ch[x][1]];
}
inline void PushDown(int x) {
if(rev[x]) {
swap(ch[x][0], ch[x][1]);
rev[ch[x][0]] ^= 1, rev[ch[x][1]] ^= 1, rev[x] = 0;
}
}
inline bool IsRoot(int x) {
return ch[pa[x]][0] != x && ch[pa[x]][1] != x;
}
void Rotate(int x) {
int y = pa[x], z = pa[y];
int l = (ch[y][0] != x), r = l ^ 1;
if(!IsRoot(y))
ch[z][ch[z][0] != y] = x;
pa[x] = z, pa[y] = x, pa[ch[x][r]] = y;
ch[y][l] = ch[x][r], ch[x][r] = y;
PushUp(y), PushUp(x);
}
void Splay(int x) {
static int stk[MAXN], top;
stk[++top] = x;
for(int i = x; !IsRoot(i); i = pa[i])
stk[++top] = pa[i];
while(top)
PushDown(stk[top--]);
for(; !IsRoot(x); Rotate(x)) {
int y = pa[x], z = pa[y];
if(!IsRoot(y))
Rotate(((ch[y][0] == x) != (ch[z][0] == y)) ? x : y);
}
}
void Access(int x) {
for(int t = 0; x; t = x, x = pa[x])
Splay(x), ch[x][1] = t, PushUp(x);
}
void MakeRoot(int x) {
Access(x), Splay(x), rev[x] ^= 1;
}
int FindRoot(int x) {
Access(x), Splay(x);
while(ch[x][0])
x = ch[x][0];
return x;
}
void Select(int x, int y) {
MakeRoot(x), Access(y), Splay(y);
}
void Cut(int x, int y) {
Select(x, y);
if(ch[y][0] == x && ch[x][1] == 0)
ch[y][0] = 0, pa[x] = 0;
}
void Cut2(int x, int y) {
if(FindRoot(x) == FindRoot(y))
Cut(x, y);
}
void Link(int x, int y) {
MakeRoot(x), pa[x] = y;
}
void Link2(int x, int y) {
if(FindRoot(x) != FindRoot(y))
Link(x, y);
}
void Update(int x, int v) {
Select(x, x), val[x] = v, PushUp(x);
}
} lct;
Access:把x到原树的根节点的路径变为实路径
MakeRoot:指定原树的根节点为x(换根)
FindRoot:找x在辅助树的树根,也就是x在原树的实链的链顶
Select:把x和y之间的路径切成一个Splay,根是y。
Cut:切断x和y的边
Cut2:假如x和y之间有边,则切断x和y的边
Link:连接x和y的边
Link2:假如x和y之间不连通,则连接x和y的边
Update:更新点x的权值为v