P1099【NOIP2007提高组】树网的核

题目背景
NOIP2007提高组试题4。

题目描述
设 T=(V,E,W) 是一个无圈且连通的无向图(也称无根树),每条边带有正整数的权,我们称 T 为树网(treenetwork),其中 V,E 分别表示结点与边的集合,W 表示各边长度的集合,并设 T 有 n 个结点。
路径:树网中任何两个结点 a,b 都存在唯一的一条简单路径,用 d(a,b) 表示以 a,b 为端点的路径长度,它是该路径上各边长度之和。我们称 d(a,b) 为 a,b 两个结点间的距离。
一点 v 到一条路径 p 的距离为该点与 p 上的最近的结点的距离:
d(v,p)=min{d(v,u),u为路径p上的结点}。
树网的直径:树网中最长的路径称为树网的直径。对于给定的树网 T,直径不一定是唯一的,但是可以证明:各直径的中点(不一定恰好是某个结点,可能在某条边的内部)是唯一的,我们称该点为树网的中心。
偏心距ECC(F):树网 T 中距路径 F 最远的结点到路径 F 的距离,即:
ECC(F)=max{d(v,F),v∈V}。
任务:对于给定的树网 T=(V,E,W)和非负整数 S,求一个路径 F,它是某直径上的一段路径(该路径的两端均为树网中的结点),其长度不超过 S(可以等于S),使偏心距 ECC(F)最小,我们称这个路径为树网 T=(V,E,W)的核(Core)。必要时,F 可以退化为某个结点。一般来说,在上述定义下,核不一定只有一个,但是最小偏心距是唯一的。
下面的图给出了一个树网的一个实例。图中,A-B 与A-C 是两条直径,长度均为 20。点 W 是树网的中心,EF 边的长度为 5。如果指定 S=11,则树网的核为路径 DEFG(也可以取为路径 DEF),偏心距为 8,如果指定 S=0(或s=1、s=2),则树网的核为结点 F,偏心距为 12。


输入格式
输入包含 n 行:
第 1 行:两个整数 n 和 s,中间用一个空格隔开。其中 n 为树网的核的长度的上界。设结点编号依次为1,2,…,n 。
从第 2 行到第 n 行,每行给出 3 个用空格隔开的正整数,依次表示每一条边的两个端点编号和长度。例如,“2 4 7 ”表示连接结点 2 与 4 的边的长度为 7。
所给的数据都是正确的,不必检验。

输出格式
输出只有一个非负整数,为指定意义下的最小偏心距。
样例数据 1
输入

5 2
1 2 5
2 3 2
2 4 4
2 5 3

输出

5

样例数据 2
输入

8 6
1 3 2
2 3 2
3 4 6
4 5 3
4 6 4
4 7 2
7 8 3

输出

5

备注
【数据范围】
40% 的数据满足:5<=n<=15
70% 的数据满足:5<=n<=80
100% 的数据满足:5<=n<=300,0<=s<=1000。边长度为不超过 1000 的正整数。

传送门

题意

这道题的题意首先要读懂。
简单说,

要求路径长度<=S,且路径外的点到当前路径距离的距离最小

路径外的点到当前路径距离的距离: 最远的距

解析

首先,树的直径可能有多条,但可以任选一条直径处理,答案不变。

由此我们可以写出这样的算法,找到任意一条直径,枚举直径上所有路径,找到每条路径上的偏心距,其中最小的偏心距就是答案,这条路径就是树网的核。

时间复杂度O(N^3)

完结撒花

虽然O(N^3)算法足以通过本题,但正所谓“即使原始的数据范围很水,也要尽力优化。AC不是我们的终极目标,我们的终极目标是获得经验。”

数据加强版 P2491消防 1<=n<=3*10^5

考虑优化,根据树的直径的性质:距离任意点最远的一点是直径的一个端点。

P1099【NOIP2007提高组】树网的核_第1张图片

如图,图中A-B,为树的一条直径,白色部分为选择的路径F,那么偏心距就会受到图中三个部分的影响。其中,第一部分和第三部分比较好求就是A到F的距离和B到F的距离,否则不满足树的直径的定义。那么第二部分呢?路径F未知,但我们可以预处理,每个点到树的直径的距离。

因此,最终答案就是三部分的最大值。

算法步骤

(1)两遍的dfs求出树的直径len,求出直径上一个点x,直径的两个端点,f[x]为每个点的父节点,d[x]为每个点到根的距离,c[x]为直径上的点。

(2)通过尺取法枚举所有合法区间,求出他们到直径两个端点的距离中较大值。所有较大值中取最小值,记为ans1;

(3)搜索不在直径上的每个点距离的最大值,记为ans2;

偏心距为max(ans1,ans2);

代码

算法复杂的为o(n),具体代码如下

#include 
using namespace std;
const int N=300050;
int n,s,f[N],d[N],len,x0,x1,x2,x,y,ans=INT_MAX;
bool c[N];
struct node{
	int v,w;
};
vector v[N];
void dfs(int x,int fa){
	f[x]=fa;
	for(int i=0;ilen){
			len=d[y.v];
			x0=y.v;
		}
		dfs(y.v,x);
	}
}
signed main(){
	cin>>n>>s;
	for(int i=1;i>x>>y>>w;
		v[x].push_back({y,w});
		v[y].push_back({x,w});
	}
	d[1]=1;
	dfs(1,0);
	x1=x0;
	d[x1]=0;
	len=0;
	dfs(x1,0);
	x2=x0;
	for(x=x2,y=x2;y;y=f[y]){
		while(d[x]-d[y]>s) x=f[x];
		ans=min(ans,max(d[y],d[x2]-d[x]));
	}
	for(x=x2;x!=0;x=f[x]) c[x]=1;
	for(int i=1;i<=n;i++){
		if(c[i]){
			d[i]=0;
			dfs(i,f[i]);
		}
	}
	for(int i=1;i<=n;i++)
		ans=max(ans,d[i]);
	cout<

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