树链剖分
title: 树链剖分
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abbrlink: ‘7e454910’
date: 2023-01-29 00:00:00
已知一棵包含 $N$ 个结点的树(连通且无环),每个节点上包含一个数值,需要支持以下操作:
1 x y z
,表示将树从 $x$ 到 $y$ 结点最短路径上所有节点的值都加上 $z$。2 x y
,表示求树从 $x$ 到 $y$ 结点最短路径上所有节点的值之和。3 x z
,表示将以 $x$ 为根节点的子树内所有节点值都加上 $z$。4 x
表示求以 $x$ 为根节点的子树内所有节点值之和
输入格式
第一行包含 $4$ 个正整数 $N,M,R,P$,分别表示树的结点个数、操作个数、根节点序号和取模数(即所有的输出结果均对此取模)。
接下来一行包含 $N$ 个非负整数,分别依次表示各个节点上初始的数值。
接下来 $N-1$ 行每行包含两个整数 $x,y$,表示点 $x$ 和点 $y$ 之间连有一条边(保证无环且连通)。
接下来 $M$ 行每行包含若干个正整数,每行表示一个操作。
输出格式
输出包含若干行,分别依次表示每个操作 $2$ 或操作 $4$ 所得的结果(对 $P$ 取模)。
对于 $100%$ 的数据: $1\le N \leq {10}^5$,$1\le M \leq {10}^5$,$1\le R\le N$,$1\le P \le 2^{31}-1$。所有输入的数均在 int
范围内。
#时间复杂度O(m logn logn)
#define LL long long
#define lc u<<1
#define rc u<<1|1
const int N=100010;
int n,m,a,b,root,P,w[N];
vector<int> e[N];
int fa[N],dep[N],sz[N],son[N];
int top[N],id[N],nw[N],cnt; //重链
struct tree{
int l,r;
LL add,sum;
}tr[N*4]; //线段树
void dfs1(int u,int father){//搞fa,dep,sz,son
fa[u]=father,dep[u]=dep[father]+1,sz[u]=1;
for(int v:e[u]){
if(v==father) continue;
dfs1(v,u);
sz[u]+=sz[v];
if(sz[son[u]]<sz[v]) son[u]=v;
}
}
void dfs2(int u,int t){ //搞top,id,nw
top[u]=t,id[u]=++cnt,nw[cnt]=w[u];
if(!son[u]) return;
dfs2(son[u],t);
for(int v:e[u]){
if(v==fa[u]||v==son[u])continue;
dfs2(v,v);
}
}
void pushup(int u){
tr[u].sum=tr[lc].sum+tr[rc].sum;
}
void pushdown(int u){
if(tr[u].add){
tr[lc].sum+=tr[u].add*(tr[lc].r-tr[lc].l+1);
tr[rc].sum+=tr[u].add*(tr[rc].r-tr[rc].l+1);
tr[lc].add+=tr[u].add;
tr[rc].add+=tr[u].add;
tr[u].add=0;
}
}
void build(int u,int l,int r){ //构建线段树
tr[u]={l,r,0,nw[r]};
if(l==r) return;
int mid=l+r>>1;
build(lc,l,mid),build(rc,mid+1,r);
pushup(u);
}
LL query(int u,int l,int r){ //线段树查询
if(l<=tr[u].l&&tr[u].r<=r)return tr[u].sum;
pushdown(u);
int mid=tr[u].l+tr[u].r>>1;
LL res=0;
if(l<=mid) res+=query(lc,l,r);
if(r>mid) res+=query(rc,l,r);
return res;
}
LL query_path(int u,int v){ //查询路径
LL res=0;
while(top[u]!=top[v]){
if(dep[top[u]]<dep[top[v]]) swap(u,v);
res+=query(1,id[top[u]],id[u]);
u=fa[top[u]];
}
if(dep[u]<dep[v]) swap(u,v);
res+=query(1,id[v],id[u]); //最后一段
return res;
}
LL query_tree(int u){ //查询子树
return query(1,id[u],id[u]+sz[u]-1);
}
void update(int u,int l,int r,int k){ //线段树修改
if(l<=tr[u].l&&tr[u].r<=r){
tr[u].add+=k;
tr[u].sum+=k*(tr[u].r-tr[u].l+1);
return;
}
pushdown(u);
int mid=tr[u].l+tr[u].r>>1;
if(l<=mid) update(lc,l,r,k);
if(r>mid) update(rc,l,r,k);
pushup(u);
}
void update_path(int u,int v,int k){ //修改路径
while(top[u]!=top[v]){
if(dep[top[u]]<dep[top[v]]) swap(u,v);
update(1,id[top[u]],id[u],k);
u=fa[top[u]];
}
if(dep[u]<dep[v]) swap(u,v);
update(1,id[v],id[u],k); //最后一段
}
void update_tree(int u,int k){ //修改子树
update(1,id[u],id[u]+sz[u]-1,k);
}
int main(){
scanf("%d%d%d%d",&n,&m,&root,&P);
for(int i=1; i<=n; i++) scanf("%d",&w[i]);
for(int i=0; i<n-1; i++){
scanf("%d%d",&a,&b);
e[a].push_back(b); e[b].push_back(a);
}
dfs1(root,0);
dfs2(root,root); //把树拆成链
build(1,1,n); //用链建线段树
while(m--){
int t,u,v,k; scanf("%d%d",&t,&u);
if(t==1){
scanf("%d%d",&v,&k);
update_path(u,v,k);
}
else if(t==3){
scanf("%d",&k);
update_tree(u,k);
}
else if(t==2){
scanf("%d",&v);
printf("%d\n",query_path(u,v)%P);
}
else printf("%d\n",query_tree(u)%P);
}
}
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