P1364 医院设置 题解

Durriya ·
更新时间:2024-09-21
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简要题意:

求带权树的重心。

带权树的重心定义:用 disx,ydis_{x,y}disx,y​ 表示 xxx 和 yyy 的距离(x=yx=yx=y 则 disx,y=0dis_{x,y} = 0disx,y​=0),即求一个节点 uuu,最小化:

∑i=1nwi×disi,u\sum_{i=1}^n w_i \times dis_{i,u}i=1∑n​wi​×disi,u​

本题要求求这个最小值。

首先,按照题目要求建树,分算法讨论。

算法一 1≤n≤1001 \leq n \leq 1001≤n≤100

显然,我们可以从每个点开始搜索,用 O(n2)O(n^2)O(n2) 的时间求出 dis\text{dis}dis 数组。

然后,再枚举重心取最小值即可完成答案。

时间复杂度:O(n2)O(n^2)O(n2).

期望得分:100pts100pts100pts.

算法二

注意到,如果本题加强为:

1≤n≤1061 \leq n \leq 10^61≤n≤106

那么我们需要一些高效算法。

这里我们考虑 换根 dp\text{dp}dp.

即我们先算出 u=1u = 1u=1 的答案 fuf_ufu​,然后对于一组父子关系 u,vu , vu,v(uuu 是 vvv 的父亲),那么 fuf_ufu​ 和 fvf_vfv​ 有什么关系呢?

我们只需要考虑两部分:

原来在 vvv 的子树中的数,离 vvv 比 uuu 少 111,所以答案集体 −1-1−1.

原来不在 vvv 子树中的数,离 vvv 比 uuu 多 111,所以答案集体 +1+1+1.

综上可得:

fv=fu+(siz1−sizv)−sizvf_v = f_u + ( siz_1 - siz_v ) - siz_vfv​=fu​+(siz1​−sizv​)−sizv​

其中 sizisiz_isizi​ 为 iii 的子树权值和。 siz1siz_1siz1​ 即全树权值和(111 为根),siz1−sizvsiz_1 - siz_vsiz1​−sizv​ 为不在 vvv 子树中的 +1+1+1,在的 −1-1−1,∴−sizv\therefore - siz_v∴−sizv​.

有了这个 dp\text{dp}dp,我们只需要搜索初始化 sizsizsiz 和 f1f_1f1​ 就可以啦!

时间复杂度:O(n)O(n)O(n).

实际得分:100pts100pts100pts.

#pragma GCC optimize(2) #include using namespace std; const int N=2e5+1; inline int read(){char ch=getchar();int f=1; while(!isdigit(ch)) {if(ch=='-') f=-f; ch=getchar();} int x=0;while(isdigit(ch)) x=x*10+ch-'0',ch=getchar(); return x*f;} int n,ans,w[N],siz[N],f[N]; vector G[N]; inline void dfs(int u,int fa,int dep) { //当前节点为 u , 父亲为 fa , 深度为 dep siz[u]=w[u]; //先处理自己 for(int i=0;i<G[u].size();i++) { int v=G[u][i]; if(v==fa) continue; dfs(v,u,dep+1); siz[u]+=siz[v]; //统计儿子节点 } f[1]+=w[u]*dep; //记录 f[1] 的答案 } inline void dp(int u,int fa) { for(int i=0;i<G[u].size();i++) { int v=G[u][i]; if(v==fa) continue; f[v]=f[u]+siz[1]-(siz[v]<<1); // <<1 等价于 *2 dp(v,u); //换根 dp } ans=min(ans,f[u]); //统计答案 } int main(){ n=read(); ans=INT_MAX; for(int i=1;i<=n;i++) { w[i]=read(); int u=read(),v=read(); if(v) G[i].push_back(v),G[v].push_back(i); if(u) G[i].push_back(u),G[u].push_back(i); //建树 } dfs(1,0,0); dp(1,0); //初始化,然后换根 dp // for(int i=1;i<=n;i++) printf("%d ",siz[i]); puts(""); // for(int i=1;i<=n;i++) printf("%d ",f[i]); puts(""); printf("%d\n",ans); return 0; }
作者:bifanwen



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