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P9128 [USACO23FEB] Fertilizing Pastures G

trick:邻项交换贪心法,换根。

首先肯定考虑 \(T = 0\) 再考虑 \(T = 1\)

对于第一问,显然 \(T = 0\)\(2n - 2\)\(T = 1\) 我们选择一个节点 \(u\) 停止,那么不用从 \(u\) 回到 \(1\),答案自然为 \(\min\limits_{u = 1}^n 2n - 2 - dep_u\),记 \(dep_1 = 0\)

对于 \(T = 0\),FJ 的游走等价于树的 DFS 序,假设对于一个节点 \(u\),遍历它的儿子的顺序为 \(v_{1} ,v_2 ,v_3 ,\dots ,v_r\),记 \(f_u\) 为从 \(u\) 开始遍历整棵子树,那么我们可以按照贡献拖延来计算,转移有:

\[f_u = \sum\limits_{i = 1}^r\left( f_{v_i} + sum_{v_i} + sum_{v_i}\times \sum\limits_{j = 1}^{i - 1}2sz_{v_j} \right) \]

\(sum_{v_i}\) 为从 \(u\)\(v_i\) 的一秒对 \(v_i\) 子树的影响贡献,\(2sz_j\) 准确说是 \(2(sz_j - 1) + 2\),为遍历 \(v_j\) 子树和 \(u\)\(v_j\) 这条边对 \(v_i\) 的影响。

但是这样我们要枚举 \(v\) 的排列,因此这是一个贪心问题,考虑两个遍历顺序 \((a ,b)\)\((b ,a)\),前面的是常数贡献,我们计算非常数贡献,第一个是 \(sum_b \times sz_a\),第二个是 \(sum_a \times sz_b\),我们为了 \((a ,b)\) 最优,因此贪心策略是 \(sum_b \times sz_a < sum_a \times sz_b\)

排序后直接算,时间复杂度为 \(\mathcal O(n\log n)\),答案即为 \(f_1\)

然后考虑 \(T = 1\),注意是要满足第一问情况下求第二问,我们定 \(g_u\) 为从 \(u\) 开始到 \(u\) 子树最深的一个叶子 \(leaf\) 的最小时间,那么答案即为 \(g_1\),显然我们要最后遍历 \(leaf\) 所在子树 \(v\),不然更劣。

考虑类似换根计算贡献对于 \(f_u\) 变化量:

  • 子树 \(v\):显然在上述转移部分要减去,故 \(-(f_v+sum_v+sum_v\times \sum\limits_{j \in \text{Subtree}(u) \text{且} j \text{ is in front of v}} 2sz_j)\)

  • 子树 \(v\) 对后面的贡献:要减去,故 \(-\left(2sz_v \times \sum\limits_{j \in \text{Subtree}(u) \text{且} j \text{ is behind } u}sum_j \right)\)

  • \(v\) 新的贡献:要加上,包括 \(u\)\(v\) 这一条边,前面子树的贡献,因此 \(+\left(g_v + sum_v + sum_v\times 2\left(sz_u - sz_v - 1\right)\right)\)

因此时间复杂度为 \(\mathcal O(n \log n)\),瓶颈在于排序。

http://www.jsqmd.com/news/408003/

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