基槽:
优化转移时间复杂度只和深度有关的树形DP
思想:
定义重儿子为深度最大的儿子,每次巧妙地利用数组分配空间的方式(利用dfn序)继承来自重儿子的信息,然后暴力合并亲儿子,均摊时空复杂度\(O(n)\)。
Pf:定义长链为最长的全是由重儿子组成的链,则长链的顶点一定是一个轻儿子,对于每个点,只存在于一条长链上,每条长链只会合并一次,需要深度大小的时间,合并后根节点的深度不会发生变化。
所以可以大胆地把时间均摊到每个节点,均摊\(O(1)\).
Luogu P3565 [POI2014]HOT-Hotels
显然3个点不可能在一条链上,只可能是(先找两个点)
第二种情况好弄,第一种情况本能想到换根,但由于每次和深度有关,所以无法换根DP
\(f[u][i]\)表示\(u\)的子树中深度为\(i\)的节点个数
正难则反,之所以无法换根DP是因为无法维护fa的深度数组,所以考虑维护\(g[u][i]\)表示u的子树中还需要\(i\)的距离的点对数量即可
void dgs(int fa,int u) {
f[u][1]=1;
for(int e=he[u];e;e=nxt[e]) {
int v=to[e];
if(v!=fa) {
dgs(u,v);
for(int i=0;i<=dep[v];i++) {
if(i) ans+=(ll)f[u][i-1]*g[v][i];
ans+=(ll)g[u][i+1]*f[v][i];
}
for(int i=1;i<=dep[v]+1;i++) {
g[u][i]+=g[v][i+1]+(ll)f[u][i]*f[v][i-1];
f[u][i]+=f[v][i-1];
}
}
}
ans+=g[u][0];
}
长链剖分(此为无dfn序版本)
#include<bits/stdc++.h>
#define ll long long
using namespace std;
const int N=1e5+5;
int n,cnt,id,to[N],nxt[N],he[N],son[N],dep[N],sf[N],sg[N];
ll t[N],ans;
inline void add(int u,int v) {
to[++cnt]=v,nxt[cnt]=he[u],he[u]=cnt;
}
void dfs(int fa,int u) {
for(int e=he[u];e;e=nxt[e]) {
int v=to[e];
if(v!=fa) {
dfs(u,v);
if(dep[v]>dep[son[u]]) son[u]=v;
}
}
dep[u]=dep[son[u]]+1;
}
void dgs(int fa,int u) {
if(son[u]) {
sf[son[u]]=sf[u]+1,sg[son[u]]=sg[u]-1;
dgs(u,son[u]);
ans+=t[sg[u]];
}
t[sf[u]]=1;
for(int e=he[u];e;e=nxt[e]) {
int v=to[e];
if(v!=fa&&v!=son[u]) {
sf[v]=id,id+=(dep[v]<<1); sg[v]=id; id+=(dep[v]<<1);
dgs(u,v);
for(int i=0;i<=dep[v];i++) {
if(i) ans+=(ll)t[sf[u]+i-1]*t[sg[v]+i];
ans+=(ll)t[sg[u]+i+1]*t[sf[v]+i];
}
for(int i=0;i<dep[v];i++) {
t[sg[u]+i]+=(ll)t[sg[v]+i+1];
}
for(int i=1;i<=dep[v]+1;i++) {
t[sg[u]+i]+=(ll)t[sf[u]+i]*t[sf[v]+i-1];
t[sf[u]+i]+=t[sf[v]+i-1];
}
}
}
}
int main() {
scanf("%d",&n);
for(int i=1;i<n;i++) {
int u,v; scanf("%d%d",&u,&v);
add(u,v),add(v,u);
}
dfs(0,1);
sf[1]=id; id+=(dep[1]<<1); sg[1]=id; id+=(dep[1]<<1);
dgs(0,1);
printf("%lld\n",ans);
return 0;
}