CodeForces - 1092F Tree with Maximum Cost(树形dp+树根转移)
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題目大意:給出一個樹,每個頂點都有一個權值,任意一點到其他點的距離為經過邊的數量,求出一點到其他每一個點的距離*權值之和最大
題目分析:樹形dp,一開始怎么也想不明白,看了別人的代碼也還是看不懂,后來慢慢有了點感覺,但感覺如果給變個形還是會搞得我一臉懵,我來盡我所能講清楚一下這個題吧:
首先,因為這個題目的N給的很大,所以不能直接枚舉每個點然后按照那個公式求解,因為樹的最壞情況是一條直線,如果直接暴力的話時間復雜度是n*n,肯定過不了,我們需要想,枚舉是避免不了的,不過問題是該怎么枚舉呢?
那么這個題也就這樣轉換成了動態規劃的思想了,可以先任意求出一點根據那個公式的答案,然后以此作為基礎,用轉移方程給其他的頂點進行狀態轉移,所以當務之急是推導轉移方程。
我們先假設我們已經求出來了dp[1],表示的是以1為頂點,到各個點的距離*權值之和,我們如果想繼續轉移點1的子節點的答案,我們會發現,我們還會使用到總的權值sum,sum用來維護所有頂點的權值之和,那么怎么轉移呢?因為點1的子節點,對于點1相對位移了一個單位,所以可以現在將所有頂點分為兩個部分,一個部分是點1子節點的子樹(即不包含點1的部分),也可以理解為內部,另一個部分也就是點1子節點的子樹的補集(即包含點1的部分),我們稱呼為外部,這樣整個點集被分為了內部和外部兩個部分,我們會發現,如果以點1所求出來的答案為基礎,那么點1的子節點的答案就是,dp[1]-內部的總權值+外部的總權值,想一想是不是?在利用sum換元,可以得到轉移方程就是:
dp[v]=dp[u]-val[v]+(sum-val[v])
val數組是用來維護子樹的總權值,也就是內部的總權值。
已經解決了轉移方程的問題了,剩下的問題就很好辦了,就是怎么求出來dp[1]以及val數組該如何更新呢?
上述的轉移方程是由上而下,因為是從父節點轉移到子節點嘛,但如果想求解val數組,以及加和的操作,我們會選擇用自底向上的方法,也就是俗稱的回溯法,關于題目中給出的方程,我們可以這樣轉化一下:
由外向內加和,第一次操作結果加上最外面一圈葉節點的權值和,并記錄下這個權值和,第二次操作首先無視掉剛才增加過的葉子節點,然后結果加上新出現的一層葉子節點,并且再次加上上一輪積累的權值和,經過數輪操作后,直到所有的頂點都被“無視”過為止,這樣最外面的葉子節點也增加了相應的次數,即達到了距離*權值的效果,可能這樣說起來有些混亂,可以去代碼中觀察一下dfs1這個函數,我也是自己琢磨了一晚上終于想明白了這個題的道理,真的感覺屬實不容易啊!
直接上代碼吧:
#include<iostream> #include<cstdio> #include<string> #include<cstring> #include<algorithm> #include<stack> #include<queue> #include<map> #include<sstream> #include<cmath> using namespace std;typedef long long LL;const int inf=0x3f3f3f3f;const int N=2e5+100;vector<int>node[N];LL sum;LL ans;LL dp[N],val[N];int a[N];void dfs1(int u,int fa)//自底向上 {val[u]=a[u];for(int i=0;i<node[u].size();i++){int v=node[u][i];if(v==fa)continue;dfs1(v,u);dp[u]+=val[v]+dp[v];//逐層記錄子樹的結果,最后轉移到主根節點val[u]+=val[v];//記錄子樹權值和} }void dfs2(int u,int fa)//自頂向下 {for(int i=0;i<node[u].size();i++){int v=node[u][i];if(v==fa)continue;dp[v]=dp[u]-val[v]+(sum-val[v]);//狀態轉移方程dfs2(v,u);}ans=max(ans,dp[u]);//維護一下結果,即題目所求的最大值 }int main() { // freopen("input.txt","r",stdin);int n;while(scanf("%d",&n)!=EOF){sum=0;for(int i=1;i<=n;i++){node[i].clear();scanf("%d",a+i);sum+=a[i];}for(int i=1;i<n;i++){int u,v;scanf("%d%d",&u,&v);node[u].push_back(v);node[v].push_back(u);}memset(dp,0,sizeof(dp));dfs1(1,-1);ans=dp[1];dfs2(1,-1);cout<<ans<<endl;}return 0; }?
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