C++最近公共祖先(LCA)例题—————求和

    xiaoxiao2022-07-03  108

    题目描述:

    master 对树上的求和非常感兴趣。他生成了一棵有根树,并且希望多次询问这棵树上一段路径上所有节点深度的k

     次方和,而且每次的k 可能是不同的。此处节点深度的定义是这个节点到根的路径上的边数。他把这个问题交给

    了pupil,但pupil 并不会这么复杂的操作,你能帮他解决吗?

    输入:

    第一行包含一个正整数n ,表示树的节点数。

    之后n-1 行每行两个空格隔开的正整数i,j ,表示树上的一条连接点i 和点j 的边。

    之后一行一个正整数m ,表示询问的数量。

    之后每行三个空格隔开的正整数i,j,k ,表示询问从点i 到点j 的路径上所有节点深度的k 次方和。

    由于这个结果可能非常大,输出其对998244353 取模的结果。

    树的节点从1 开始标号,其中1 号节点为树的根。

    输出:

    对于每组数据输出一行一个正整数表示取模后的结果。

    1≤n,m≤300000,1≤k≤50

    样例输入:

    5

    1 2

    1 3

    2 4

    2 5

    2

    1 4 5

    5 4 45

    样例输出:

    33

    503245989

    说明:

    样例解释 以下用d(i) 表示第i 个节点的深度。 对于样例中的树,有d(1)=0,d(2)=1,d(3)=1,d(4)=2,d(5)=2。

     因此第一个询问答案为(2^5 + 1^5 + 0^5) mod 998244353 = 33 第二个询问答案为(2^45 + 1^45 + 2^45) mod 998244353 = 503245989。

    思路分析:

    我们可以用一个sum[i][j]数组来存储节点i到根节点的路径的j次。

    而这怎么求?

    我们可以在处理树时,用它父节点的数组数来处理就可以了(详情见代码);

    最后我们可以用(((sum[a][c]+sum[b][c])%mod-sum[lc][c]+mod)%mod-sum[fa[lc][0]][c]+mod)%mod求出答案。

    代码实现:

    #include<cstdio> #include<iostream> #include<vector> #include<cstring> using namespace std; #define ll long long #define mod 998244353 int n,m; ll sum[300005][55]; int dep[300005],fa[300005][25]; vector<int>G[300005]; void dfs(int u,int Fa) { if (u != 1) dep[u]=dep[Fa]+1; fa[u][0] = Fa; ll ans = 1; for(int i=1;i<=50;i++){ ans = ans * dep[u] % mod; sum[u][i]=(ans+sum[fa[u][0]][i])%mod; } for(int i=0;i<=20;i++) fa[u][i+1]=fa[fa[u][i]][i]; for(int i=0;i<G[u].size();i++) { if(Fa==G[u][i]) continue; dfs(G[u][i],u); } } int lca(int u,int v) { if(dep[u]<dep[v]) swap(u,v); for(int i=20;i>=0;i--) { if(dep[fa[u][i]]>=dep[v]) u=fa[u][i]; if(u==v) return u; } for(int i=20;i>=0;i--) { if(fa[u][i]!=fa[v][i]) { u=fa[u][i]; v=fa[v][i]; } } return fa[u][0]; } int main() { scanf("%d",&n); for(int i=1;i<n;i++) { int a,b; scanf("%d%d",&a,&b); G[a].push_back(b); G[b].push_back(a); } scanf("%d",&m); dfs(1,0); for(int i=1;i<=m;i++) { int a,b,c; scanf("%d%d%d",&a,&b,&c); int lc=lca(a,b); ll ans=(((sum[a][c]+sum[b][c])%mod-sum[lc][c]+mod)%mod-sum[fa[lc][0]][c]+mod)%mod; printf("%lld\n",ans); } }

     

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