题解 洛谷 P3571 【[POI2014]SUP-Supercomputer】
由数据范围可得出,不可能一次一次去进行回答询问,只能离线处理,然后\(O(1)\)解决。
考虑\(DP\)解决,先给出\(DP\)方程:
\(f_i=max(j+ \lceil \frac{s_{j+1}}{i} \rceil)\) (\(f_i\)表示为当前一次操作最多访问\(i\)个未访问的点的最小操作次数,\(s_i\)表示表示深度\(\geqslant i\)的节点个数)
式子右边的含义为前\(j\)次操作访问完前\(j\)层节点,后面每次都访问\(i\)个节点,可以发现这样的操作是最优的。若从贪心的角度来看,每次操作一定是尽量访问更多的点,若此时有额外的点可供选择,优先访问有儿子的节点,为以后操作保证最优性提供保障。
先感性地证明这个式子的正确性,也就是这个地方为什么取\(max\)。
① 若我们无法做到前\(j\)次操作访问完前\(j\)层节点,假设存在\(k\),可以做到前\(k\)次操作访问完前\(k\)层节点。可以发现第\(k\)层在第\(j\)层上面,那么在\(k\)层到\(j\)层的节点,我们无法做到通过\(j-k\)次操作全部访问完,可以得出式子:
\(\lceil \frac{s_{k+1}-s_{j+1}}{i} \rceil>j-k\)
变形得:
\(k+\lceil \frac{s_{k+1}}{i} \rceil>j+\lceil \frac{s_{j+1}}{i} \rceil\)
发现合法状态\(k\)比不合法状态\(j\)操作次数要多,所以通过取\(max\)可以去除\(j\)这种不合法情况。
② 若我们无法做到前\(j\)次操作访问完前\(j\)层节点时后面每次都访问\(i\)个节点,假设存在\(k\),可以做到前\(k\)次操作访问完前\(k\)层节点时后面每次都访问\(i\)个节点。可以发现第\(k\)层在第\(j\)层下面,那么可以做到每次都访问\(i\)个节点的层数会变小,所以合法状态\(k\)会比不合法状态\(j\)操作次数多。
由这两种情况,我们就可以得出,为了保证状态合法,转移时应取\(max\)。
设合法状态\(j,k\),假设状态\(j\)比状态\(k\)更优。
即\(j+ \lceil \frac{s_{j+1}}{i} \rceil>k+ \lceil \frac{s_{k+1}}{i} \rceil\)
\(\lceil \frac{s_{j+1}-s_{k+1}}{i} \rceil>k-j\)
\(\frac{s_{j+1}-s_{k+1}}{j-k}<-i\)
发现我们可以用斜率优化来优化复杂度,这里\(x\)为\(j\),\(y\)为\(s_{j+1}\),斜率为\(-i\)。
其他的一些实现细节就看代码吧。
\(code:\)
#include<bits/stdc++.h>
#define maxn 1000010
using namespace std;
typedef long long ll;
template<typename T> inline void read(T &x)
{
x=0;char c=getchar();bool flag=false;
while(!isdigit(c)){if(c=='-')flag=true;c=getchar();}
while(isdigit(c)){x=(x<<1)+(x<<3)+(c^48);c=getchar();}
if(flag)x=-x;
}
int n,m,h,t;
ll deep_max,query_max;
ll f[maxn],s[maxn],q[maxn],query[maxn];
struct edge
{
int to,nxt;
}e[maxn];
int head[maxn],edge_cnt;
void add(int from,int to)
{
e[++edge_cnt]=(edge){to,head[from]};
head[from]=edge_cnt;
}
double x(int i)
{
return i;
}
double y(int i)
{
return s[i+1];
}
double slope(int j,int k)
{
return (y(j)-y(k))/(x(j)-x(k));
}
void dfs(int x,ll dep)
{
s[dep]++;
deep_max=max(deep_max,dep);
for(int i=head[x];i;i=e[i].nxt)
{
int y=e[i].to;
dfs(y,dep+1);
}
}
int main()
{
read(n),read(m);
for(int i=1;i<=m;++i)
read(query[i]),query_max=max(query_max,query[i]);
for(int i=2;i<=n;++i)
{
int fath;
read(fath),add(fath,i);
}
dfs(1,1);
for(int i=deep_max;i;--i) s[i]+=s[i+1];
for(int i=1;i<=deep_max;++i)
{
while(h<t&&slope(q[t],i)>slope(q[t],q[t-1])) t--;
q[++t]=i;
}
for(int i=1;i<=query_max;++i)
{
while(h<t&&slope(q[h],q[h+1])>-i) h++;
int j=q[h];
f[i]=j+(s[j+1]+i-1)/i;
}
for(int i=1;i<=m;++i) printf("%lld ",f[query[i]]);
return 0;
}
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