[LCT刷题][树链信息维护] P4332 [SHOI2014]三叉神经树

写在前面

把黑题看成蓝题结果想了老半天感觉不对劲

本题对于理解 S p l a y Splay Splay和 L C T LCT LCT结构具有至关重要的意义，值得反复思考。

可能因为我比较菜

题目思路

题目给定一个类似神经网络的东西，每个节点都具有激活层、三输入单输出，输出由输入的 1 1 1的个数决定， 1 1 1比 0 0 0多就输出 1 1 1。每次修改一个外界输入，要求求根节点的输出。

首先考虑一个问题，修改外界输入对上级节点输出的影响究竟有几种：

从叶子节点开始有一段连续的输入 1 1 1的个数为 1 1 1的节点
不难发现，此时如果将 12 12 12号节点修改为 1 1 1，那么因此的改变到 3 3 3号点(第一个非 1 1 1点)终止，不会引起根节点的修改
同样，从叶子节点开始有一段连续的输入 1 1 1个数为 2 2 2的节点，此时叶节点的改变只会影响到第一个非 2 2 2点

那么就可以解决这个问题了，对于每个修改的叶子节点，找到向上首个非 1 1 1/非 2 2 2节点(对应叶节点 0 → 1 0 \rightarrow 1 0→1和 1 → 0 1 \rightarrow 0 1→0)。

考虑使用LCT维护这个信息，对每个节点记录两个变量 i d 1 id_1 id1和 i d 2 id_2 id2，分别表示沿当前点向上的第一个非 1 1 1/非 2 2 2点。然后每次修改前 A c c e s s ( x ) Access(x) Access(x)再 S p l a y ( x ) Splay(x) Splay(x)就可以将信息上传到 x x x待修改的 x x x节点上。

但是注意，这里的 x x x节点并不是输入的那个叶子节点，而是它的父亲节点，因为叶子节点没有输入只有输出，修改是没有意义的。

那么问题就来了，信息该怎样上传到 x x x节点呢？我们回想 L C T LCT LCT的三个关键操作： R o t a t e ( x ) , S p l a y ( x ) , A c c e s s ( x ) Rotate(x), Splay(x), Access(x) Rotate(x),Splay(x),Access(x)，我们可以以上树为例来理解：

我们建树时全部连虚边(只连父不连子)，然后执行 A c c e s s ( 12 ) Access(12) Access(12)，这时 1 ∼ 12 1 \sim 12 1∼12的点全部位于一条实链上，然后我们将 12 12 12旋到根上，在这里需要注意，我们看一下 R o t a t e ( ) Rotate() Rotate()和 S p l a y ( ) Splay() Splay()两个函数：

void rotate(int x) {int y = f[x], z = f[y], k = get(x);if(!isRoot(y)) ch[z][ch[z][1] == y] = x;ch[y][k] = ch[x][!k], f[ch[x][!k]] = y;ch[x][!k] = y, f[y] = x, f[x] = z;push_up(y); push_up(x);
}void update(int x) {if(!isRoot(x)) update(f[x]);push_down(x);
}void splay(int x) {update(x);for(int fa = f[x]; !isRoot(x); rotate(x), fa = f[x]) {if(!isRoot(fa)) rotate(get(fa) == get(x) ? fa : x);}push_up(x);
}

每次 R o t a t e Rotate Rotate后，我们会先更新原先的父亲节点的信息，再更新当前节点的信息。那么在一路将 12 12 12旋到根的过程中，我们会将到根节点路径上的点旋到 x x x的子树里，并将信息更新给正在旋转过程中的 x x x。那么我们考虑如何能够找到我们需要的信息：向上首个非 1 1 1/非 2 2 2节点，那么这些信息一定存在于其父亲节点(此处的父亲节点指的是旋转前的父亲节点)的右子树(旋转后)(感性理解， x x x的左子树为深度严格小于 x x x的节点，左子树首个节点的右子树在仍然满足深度严格小于 x x x的同时深度继续增大)，因此我们优先从右子树继承信息，当右子树没有信息时判断当前节点是否满足，否则才从左子节点继承信息(此时更新的一般是 x x x节点本身，而不是其父亲节点)。

此外，本题细节比较多，要仔细写。

Code

#include <bits/stdc++.h>
#pragma gcc optimize("O2")
#pragma g++ optimize("O2")
#define int long long
#define endl '\n'
using namespace std;const int N = 3e6 + 10;int n = 0;namespace LCT{struct Info{short in, out;int id1, id2, add_tag;void activate() { out = (in >= 2); }}tree[N];int ch[N][2], f[N], tag[N];#define ls ch[x][0]#define rs ch[x][1]inline void push_reverse(int x) { swap(ls, rs), tag[x] ^= 1; }inline void push_add(int x, int c) {tree[x].in += c;tree[x].add_tag += c;tree[x].activate();swap(tree[x].id1, tree[x].id2);}inline void push_down(int x) {if(tag[x]) {if(ls) push_reverse(ls);if(rs) push_reverse(rs);tag[x] = 0;}if (tree[x].add_tag) {if(ls) push_add(ls, tree[x].add_tag);if(rs) push_add(rs, tree[x].add_tag);tree[x].add_tag = 0;}} inline void push_up(int x) {tree[x].id1 = tree[rs].id1;tree[x].id2 = tree[rs].id2;if(!tree[x].id1) {if(tree[x].in != 1) tree[x].id1 = x;else tree[x].id1 = tree[ls].id1;}if(!tree[x].id2) {if(tree[x].in != 2) tree[x].id2 = x;else tree[x].id2 = tree[ls].id2;}}#define get(x) (ch[f[x]][1] == x)                        #define isRoot(x) (ch[f[x]][0] != x && ch[f[x]][1] != x)void rotate(int x) {int y = f[x], z = f[y], k = get(x);if(!isRoot(y)) ch[z][ch[z][1] == y] = x;ch[y][k] = ch[x][!k], f[ch[x][!k]] = y;ch[x][!k] = y, f[y] = x, f[x] = z;push_up(y); push_up(x);}void update(int x) {if(!isRoot(x)) update(f[x]);push_down(x);}void splay(int x) {update(x);for(int fa = f[x]; !isRoot(x); rotate(x), fa = f[x]) {if(!isRoot(fa)) rotate(get(fa) == get(x) ? fa : x);}push_up(x);}int access(int x) {int p;for(p = 0; x; x = f[p = x]) splay(x), rs = p, push_up(x);return p;}void makeRoot(int x) { access(x), splay(x), push_reverse(x); }int findRoot(int x) {access(x), splay(x);while(ch[x][0]) push_down(x), x = ch[x][0];splay(x);return x;}void split(int x, int y) {makeRoot(x);access(y), splay(y);}void link(int x, int y) {makeRoot(x);if(findRoot(y) != x) f[x] = y;}void cut(int x, int y) {makeRoot(x);if(findRoot(y) == x && f[y] == x && !ch[y][0]) {f[y] = ch[x][1] = 0;push_up(x);}}
}using LCT::tree;vector<int> g[N];void dfs(int u) {for(auto v : g[u]) {dfs(v);tree[u].in += tree[v].out;}if(u <= n) tree[u].activate();// cout << "The output of node " << u << " is " << tree[u].out << endl;
}inline void solve(){cin >> n;for(int i = 1; i <= n; i++) {int x1, x2, x3; cin >> x1 >> x2 >> x3;g[i].emplace_back(x1), LCT::f[x1] = i;g[i].emplace_back(x2), LCT::f[x2] = i;g[i].emplace_back(x3), LCT::f[x3] = i;}for(int i = n + 1; i <= 3 * n + 1; i++) cin >> tree[i].out;dfs(1);int q, ans = tree[1].out; cin >> q;while(q--) {int x; cin >> x;int xfa = LCT::f[x];// cout << "Query of change : input x = " << x << ", father of x is " << xfa << endl;  int add_val = (tree[x].out == 1) ? -1 : 1;LCT::access(xfa), LCT::splay(xfa);int split_node = (tree[x].out == 1) ? tree[xfa].id2 : tree[xfa].id1;// cout << "Deepest node of found : " << split_node << endl;// cout << "Add_val = " << add_val << endl; if(split_node) {LCT::splay(split_node);LCT::push_add(LCT::ch[split_node][1], add_val);// cout << "Tree[" << split_node << "].in origin value is " << tree[split_node].in << endl;tree[split_node].in += add_val;tree[split_node].activate();LCT::push_up(LCT::ch[split_node][1]);// cout << "Tree[" << split_node << "].in has been changed to " << tree[split_node].in << endl;// ans = tree[1].out;} else {LCT::push_add(xfa, add_val);LCT::push_up(xfa);ans ^= 1;}tree[x].out ^= 1;cout << ans << endl;}
}signed main(){ios_base::sync_with_stdio(false), cin.tie(0);int t = 1; // cin >> t;while(t--) solve();return 0;
}