长链剖分

概述

以子树中最大深度最大的儿子为重儿子。

  • 链的长度和为 $n$。

  • 若链 $L_1$ 向上跳到 $L_2$,那么 $L_2 \ge L_1+1$。

  • 点到根节点路径上有 $O(\sqrt{n})$ 条链。

例题

  • 【模板】树上 K 级祖先

    $k$ 级祖先所在链的长度 $\ge k+1$。考虑找到 $k’ \ge \frac{k}{2}$ 级祖先 $x$,那么 $k$ 级祖先到 $x$ 的距离不超过 $x$ 所在链长。

    对每个链头维护所在链的集合和向上跳不超过链长的集合。取 $k’$ 为 $k$ 的二进制最高位。时间复杂度 $O(n\log n)-O(1)$。

    code

  • Dominant Indices

    实现时用指针,时空复杂度均为 $O(n)$。

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    #include<bits/stdc++.h> 
    using namespace std;

    #define pb push_back
    const int N=1e6+100;
    #define gc getchar()
    #define rd read()
    inline int read(){
    int x=0,f=0; char c=gc;
    for(;c<'0'||c>'9';c=gc) f|=(c=='-');
    for(;c>='0'&&c<='9';c=gc) x=(x<<1)+(x<<3)+(c^48);
    return f?-x:x;
    }

    int n,ans[N],*f[N],tmp[N],*cur=tmp+1;
    vector<int> G[N];

    int dep[N],mx[N],son[N];
    void dfs0(int u,int fu){
    mx[u]=dep[u]=dep[fu]+1;
    for(int v:G[u]){
    if(v==fu) continue;
    dfs0(v,u),mx[u]=max(mx[u],mx[v]);
    if(mx[v]>mx[son[u]]) son[u]=v;
    }
    }
    inline void assign(int u){ f[u]=cur,cur+=mx[u]-dep[u]+1; }

    void dfs1(int u,int fu){
    if(son[u]) f[son[u]]=f[u]+1,dfs1(son[u],u),ans[u]=ans[son[u]]+1;
    f[u][0]=1; if(f[u][0]>=f[u][ans[u]]) ans[u]=0;
    for(int v:G[u]){
    if(v==fu||v==son[u]) continue; assign(v),dfs1(v,u);
    for(int i=0;i<=mx[v]-dep[v];++i){
    f[u][i+1]+=f[v][i];
    if(f[u][i+1]>f[u][ans[u]]||(f[u][i+1]==f[u][ans[u]]&&i+1<ans[u])) ans[u]=i+1;
    }
    }
    }

    int main(){

    n=rd; for(int i=1,x,y;i<n;i++) G[x=rd].pb(y=rd),G[y].pb(x);

    dfs0(1,0),assign(1),dfs1(1,0);

    for(int i=1;i<=n;i++) printf("%d\n", ans[i]);

    return 0;
    }
  • [WC2010] 重建计划

    二分,长链剖分优化 DP,合并需要查询区间长度,用线段树维护即可,时间复杂度 $O(n\log^2n)$。

参考