森林[主席树启发式合并][树上主席树]

题目描述

小Z有一片森林,含有N个节点,每个节点上都有一个非负整数作为权值。初始的时候,森林中有M条边。

小Z希望执行T个操作,操作有两类:

  1. Q x y k查询点x到点y路径上所有的权值中,第k小的权值是多少。此操作保证点x和点y连通,同时这两个节点的路径上至少有k个点。
  2. L x y在点x和点y之间连接一条边。保证完成此操作后,仍然是一片森林。

为了体现程序的在线性,我们把输入数据进行了加密。设lastans为程序上一次输出的结果,初始的时候lastans为0。

  • 对于一个输入的操作Q x y k,其真实操作为Q x^lastans y^lastans k^lastans
  • 对于一个输入的操作L x y,其真实操作为L x^lastans y^lastans。其中^运算符表示异或,等价于pascal中的xor运算符。

请写一个程序來帮助小Z完成这些操作。

对于所有的数据,n,m,T<=8*10^4

输入格式:

第一行包含一个正整数testcase,表示当前测试数据的测试点编号。保证1<=testcase<=20。

第二行包含三个整数N,M,T,分别表示节点数、初始边数、操作数。

第三行包含N个非负整数表示 N个节点上的权值。

接下来 M行,每行包含两个整数x和 y,表示初始的时候,点x和点y 之间有一条无向边。

接下来 T行,每行描述一个操作,格式为”Q x y k“或者”L x y “,其含义见题目描述部分。

输出格式:

对于每一个第一类操作,输出一个非负整数表示答案。

输入样例#1: 

1
8  4 8
1  1 2 2 3 3 4 4
4  7
1  8
2  4
2  1
Q 8 7 3 Q 3 5 1
Q 10 0 0
L 5 4
L 3 2 L 0 7
Q 9 2 5 Q 6 1 6

输出样例#1: 

2 
2
1
4
2

说明

对于第一个操作 Q 8 7 3,此时 lastans=0,所以真实操作为Q 8^0 7^0 3^0,也即Q 8 7 3。点8到点7的路径上一共有5个点,其权值为4 1 1 2 4。
这些权值中,第三小的为 2,输出 2,lastans变为2。

对于第二个操作 Q 3 5 1 ,此时lastans=2,所以真实操作为Q 3^2 5^2 1^2 ,也即Q 1 7 3。点1到点7的路径上一共有4个点,其权值为 1 1 2 4 。
这些权值中,第三小的为2,输出2,lastans变为 2。之后的操作类似。


每个节点存一棵主席树,表示到根的信息

可以看做x,y,lca,fa_lca四棵主席树上找树上路径第k大

然后小的合并到大的上面就可以了


#include<bits/stdc++.h>
#define N 800005
using namespace std;
int first[N],next[N],to[N],tot;
struct Tree{int l,r,size;}t[N*40];//主席树 
int rt[N],cnt,siz,size[N];
int fa[N];//并查集 
int f[N][20],dep[N],vis[N];//lca
int T,n,m,q,a[N],b[N],ans;
int read(){
	int cnt=0,f=1;char ch=0;
	while(!isdigit(ch)){if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}
	while(isdigit(ch))cnt=cnt*10+(ch-'0'),ch=getchar();
	return cnt*f;
}
int find(int x){return fa[x]==x?x:fa[x]=find(fa[x]);}
void add(int x,int y){
	next[++tot]=first[x],first[x]=tot,to[tot]=y;
}
/*-------------------------------主席树-------------------------------*/
void build(int &o,int l,int r){
	if(!o) o=++cnt;
	if(l==r) return;
	int mid=(l+r)>>1;
	build(t[o].l,l,mid);
	build(t[o].r,mid+1,r);
}
void Insert(int &o,int pre,int l,int r,int pos){
	o=++cnt;
	t[o].l = t[pre].l , t[o].r = t[pre].r;
	t[o].size = t[pre].size + 1;
	if(l==r) return;
	int mid=(l+r)>>1;
	if(pos<=mid) Insert(t[o].l , t[pre].l , l , mid , pos);
	else Insert(t[o].r , t[pre].r , mid+1 , r , pos);
}
int quary(int a,int b,int c,int d,int l,int r,int k){
	if(l==r) return l;
	int lsiz = t[t[a].l].size + t[t[b].l].size - t[t[c].l].size - t[t[d].l].size;
	int mid=l+r>>1;
	if(k<=lsiz) return quary(t[a].l,t[b].l,t[c].l,t[d].l,l,mid,k);
	else return quary(t[a].r,t[b].r,t[c].r,t[d].r,mid+1,r,k-lsiz);  
}
/*-----------------------------dfs && lca-------------------------------*/ 
void dfs(int u,int father,int root){
	f[u][0]=father; vis[u]=1;
	for(int i=1;i<=18;i++)
		f[u][i]=f[f[u][i-1]][i-1];
	dep[u]=dep[father]+1; 
	fa[u]=father;
	size[root]++;
	Insert(rt[u],rt[father],1,siz,a[u]);
	for(int i=first[u];i;i=next[i]){
		int t=to[i]; if(t==father) continue;
		dfs(t,u,root);
	}
}
int lca(int x,int y){
	if(dep[x]<dep[y]) swap(x,y);
	for(int i=18;i>=0;i--)
		if(dep[f[x][i]]>=dep[y]) 
			x=f[x][i];
	if(x==y) return x;
	for(int i=18;i>=0;i--)
		if(f[x][i]!=f[y][i])
			x=f[x][i],y=f[y][i];
	return f[x][0];
}
/*------------------------主席树启发式合并--------------------------*/
void merge(int x,int y){
	int u=find(x),v=find(y);
	if(size[u]>size[v]) swap(u,v),swap(x,y);
	add(x,y),add(y,x);
	dfs(x,y,v);
}
/*-----------------------------------------------------------------*/
int main(){
	n=read();
	n=read(),m=read(),q=read();
	for(int i=1;i<=n;i++){
		a[i]=b[i]=read();
		fa[i]=i;
	} 
	
	/*-----------------------离散化---------------------------*/
	sort(b+1,b+n+1);
	siz=unique(b+1,b+n+1)-(b+1);
	for(int i=1;i<=n;i++) 
		a[i]=lower_bound(b+1,b+siz+1,a[i])-b;
	build(rt[0],1,siz);
	/*----------------------预处理有的树--------------------------*/ 
	for(int i=1;i<=m;i++){
		int x=read(),y=read();
		add(x,y),add(y,x);
	}
	for(int i=1;i<=n;i++)
		if(!vis[i]) dfs(i,0,i),fa[i]=i; 
	/*-----------------------------------------------------------*/
	while(q--){
		char s[3];
		scanf("%s",s);
		int x=read()^ans,y=read()^ans;
		if(s[0]=='L') merge(x,y);
		if(s[0]=='Q'){
			int k=read()^ans;
			int l=lca(x,y);
			ans = b[quary(rt[x],rt[y],rt[l],rt[f[l][0]],1,siz,k)];
			printf("%d\n",ans);
		}
	}
}

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