Codeforces 464E The Classic Problem(主席树+最短路+哈希,神仙题)
阅读原文时间:2023年07月08日阅读:3

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题意:给出一张 \(n\) 个点 \(m\) 条边的无向图,第 \(i\) 条边连接 \(u_i,v_i\),边权为 \(2^{w_i}\),求 \(s\) 到 \(t\) 的最短路。

\(1 \leq n,m \leq 10^5\),\(1 \leq w_i \leq 10^5\)

神仙题,不愧是 Div.1 E,不看题解根本写不出来。

我们肯定要用 dijkstra 跑最短路对吧。不过最短路需要两个基本操作,加法和比较大小,如果手写高精度这两个操作时间复杂度都是 \(10^5\) 级别的,总复杂度会达到 \(10^{11}\),肯定不行。

我们尝试优化这两个操作的时间复杂度。看到这个 \(2^w\) 就可以想到将这些大整数用 \(100040\) 位二进制表示出来(注意不能直接用 \(10^5\) 个二进制位,因为会有进位)。

发现每次加法都是加一个 \(2\) 的整数次幂,假设加数为 \(2^w\),那么找出在 \(x\) 前面(高位)第一个 \(0\),假设其位置为 \(t\),将其设为 \(1\),再将 \(t+1\) 位到 \(x\) 位上所有数都变为 \(0\)。

例如 \((11011100)_2+2^2=(11100000)_2\),\(2^2\) 位最前面一个 \(0\) 是在 \(2^5\) 位,将它设为 \(1\),并将第 \(4,3,2\) 位都设为 \(0\)。

这个可以用线段树来维护。时间复杂度 \(\mathcal O(\log n)\)。

接着就是比较大小。将原数进行前缀哈希,二分找出它们的 LCP,比较后一位的大小,时间复杂度也是 \(\mathcal O(\log n)\)。

注意到我们无法对每个节点都建一棵线段树,我们需要可持久化。

本题细节较多,因此练练主席树与线段树也是不错的。总结下来需要以下五个操作:

  • 维护区间中 \(1\) 的个数,查询区间中 \(1\) 的个数,这个在“查找某位置右边第一个 \(0\)”的时候要用到
  • 维护前缀哈希,在树上找 \(LCP\),其实和区间第 \(k\) 大差不多,如果右子树哈希值(注意是从最高位开始比的,因此要先查右子树)相同,那么就往左子树走,否则往右子树走。
  • 查找某位置右边第一个 \(0\),假设当前区间为 \([l,r]\),中点为 \(mid\),待查询的点为 \(x\),如果 \(x>mid\),显然只能往右走。如果 \(x \leq mid\) 且 \([x,mid]\) 全是 \(1\),也必须往右走,否则往左走。
  • 单点 \(0\) 改为 \(1\),主席树套路,从上一棵树更新到这一颗树。
  • 区间赋值 \(0\),建一棵全 \(0\) 的树,将要赋值的区间挂到那棵树上。

最后是代码(调了我两个小时啊 qwq):

//Coded by tzc_wk
/*
数据不清空,爆零两行泪。
多测不读完,爆零两行泪。
边界不特判,爆零两行泪。
贪心不证明,爆零两行泪。
D P 顺序错,爆零两行泪。
大小少等号,爆零两行泪。
变量不统一,爆零两行泪。
越界不判断,爆零两行泪。
调试不注释,爆零两行泪。
溢出不 l l,爆零两行泪。
*/
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define fi            first
#define se            second
#define fz(i,a,b)    for(register int i=a;i<=b;i++)
#define fd(i,a,b)    for(register int i=a;i>=b;i--)
#define foreach(it,v) for(__typeof(v.begin()) it=v.begin();it!=v.end();it++)
#define all(a)        a.begin(),a.end()
#define giveup(...) return printf(__VA_ARGS__),0;
#define fill0(a)    memset(a,0,sizeof(a))
#define fill1(a)    memset(a,-1,sizeof(a))
#define fillbig(a)    memset(a,0x3f,sizeof(a))
#define fillsmall(a) memset(a,0xcf,sizeof(a))
#define mask(a)        (1ll<<(a))
#define maskx(a,x)    ((a)<<(x))
#define _bit(a,x)    (((a)>>(x))&1)
#define _sz(a)        ((int)(a).size())
#define filei(a)    freopen(a,"r",stdin);
#define fileo(a)    freopen(a,"w",stdout);
#define fileio(a)     freopen(a".in","r",stdin);freopen(a".out","w",stdout)
#define eprintf(...) fprintf(stderr,__VA_ARGS__)
#define put(x)        putchar(x)
#define eoln        put('\n')
#define space        put(' ')
#define y1            y_chenxiaoyan_1
#define y0            y_chenxiaoyan_0
//#define int long long
typedef pair<int,int> pii;
inline int read(){
    int x=0,neg=1;char c=getchar();
    while(!isdigit(c)){
        if(c=='-')  neg=-1;
        c=getchar();
    }
    while(isdigit(c))   x=x*10+c-'0',c=getchar();
    return x*neg;
}
inline void print(int x){
    if(x<0){
        putchar('-');
        print(abs(x));
        return;
    }
    if(x<=9)    putchar(x+'0');
    else{
        print(x/10);
        putchar(x%10+'0');
    }
}
inline int qpow(int x,int e,int _MOD){
    int ans=1;
    while(e){
        if(e&1) ans=ans*x%_MOD;
        x=x*x%_MOD;
        e>>=1;
    }
    return ans;
}
const int M=100045;
int n=read(),m=read();
const int HSB1=233,HSB2=2;
const int MOD1=993244853,MOD2=1e9+7;
int P1[110000],P2[110000];
struct edge{
    int u,v,w;
    edge(){/*ycxakioi*/}
    edge(int _u,int _v,int _w){
        u=_u;v=_v;w=_w;
    }
};
vector<edge> g[110000];
struct node{
    int l,r,ch[2],sum,hs1,hs2;
} s[8000006];
int ncnt=0;
int rt[110000];
inline void pushup(int k){
    s[k].sum=s[s[k].ch[0]].sum+s[s[k].ch[1]].sum;
    s[k].hs1=s[s[k].ch[0]].hs1+s[s[k].ch[1]].hs1;
    if(s[k].hs1>=MOD1)  s[k].hs1-=MOD1;
    s[k].hs2=s[s[k].ch[0]].hs2+s[s[k].ch[1]].hs2;
    if(s[k].hs2>=MOD2)  s[k].hs2-=MOD2;
}
inline void build(int &k,int l,int r,int v){
    k=++ncnt;s[k].l=l;s[k].r=r;
    if(l==r){
        s[k].sum=v;
        s[k].hs1=P1[l]*v;
        s[k].hs2=P2[l]*v;
        return;
    }
    int mid=(l+r)>>1;
    build(s[k].ch[0],l,mid,v);
    build(s[k].ch[1],mid+1,r,v);
    pushup(k);
}
inline int query1(int k,int l,int r){
    if(l<=s[k].l&&s[k].r<=r){
        return s[k].sum;
    }
    int mid=(s[k].l+s[k].r)>>1;
    if(r<=mid)      return query1(s[k].ch[0],l,r);
    else if(l>mid)  return query1(s[k].ch[1],l,r);
    else            return query1(s[k].ch[0],l,mid)+query1(s[k].ch[1],mid+1,r);
}
inline int find_left(int k,int x){//find leftmost 0 >= x
    if(s[k].l==s[k].r){
        return s[k].l;
    }
    int mid=(s[k].l+s[k].r)>>1;
    if(x>mid)
        return find_left(s[k].ch[1],x);
    else if(query1(k,x,mid)==mid-x+1)
        return find_left(s[k].ch[1],mid+1);
    else
        return find_left(s[k].ch[0],x);
}
inline bool comp(int rt1,int rt2){//rt1>rt2
    if(s[rt1].l==s[rt1].r){
        return s[rt1].sum>=s[rt2].sum;
    }
    int mid=(s[rt1].l+s[rt1].r)>>1;
    if(s[s[rt1].ch[1]].hs1==s[s[rt2].ch[1]].hs1&&s[s[rt1].ch[1]].hs2==s[s[rt2].ch[1]].hs2)
        return comp(s[rt1].ch[0],s[rt2].ch[0]);
    else
        return comp(s[rt1].ch[1],s[rt2].ch[1]);
}
//inline void dfsprint(int k){
//    cout<<s[k].l<<" "<<s[k].r<<" "<<s[k].hs2<<endl;
//    if(s[k].l==s[k].r)  return;
//    dfsprint(s[k].ch[0]);
//    dfsprint(s[k].ch[1]);
//}
inline int modify(int pre,int x){
    int k=++ncnt;s[k]=s[pre];
//    cout<<s[k].l<<" "<<s[k].r<<" "<<s[k].hs2<<" "<<s[s[k].ch[0]].hs2<<endl;
    if(s[k].l==s[k].r){
        s[k].hs1=P1[s[k].l];
        s[k].hs2=P2[s[k].l];
        s[k].sum=1;
        return k;
    }
    int mid=(s[k].l+s[k].r)>>1;
    if(x<=mid)  s[k].ch[0]=modify(s[pre].ch[0],x);
    else        s[k].ch[1]=modify(s[pre].ch[1],x);
    pushup(k);
    return k;
}
inline int connect(int k,int rt,int l,int r){
    if(r<s[rt].l||l>s[rt].r)    return k;
    if(l<=s[rt].l&&s[rt].r<=r){
        return rt;
    }
    int _k=++ncnt;s[_k]=s[k];
    int mid=(s[rt].l+s[rt].r)>>1;
    s[_k].ch[0]=connect(s[k].ch[0],s[rt].ch[0],l,r);
    s[_k].ch[1]=connect(s[k].ch[1],s[rt].ch[1],l,r);
    pushup(_k);
    return _k;
}
inline int add(int _rt,int w){
    int pos=find_left(_rt,w);
    int new_rt=++ncnt;
//    cout<<"w="<<w<<" "<<pos<<endl;
    new_rt=modify(_rt,pos);
//    cout<<s[new_rt].ch[0]<<" "<<s[new_rt].ch[1]<<endl;
    if(pos==w)  return new_rt;
    new_rt=connect(new_rt,rt[0],w,pos-1);
    return new_rt;
}
struct heap{
    int id[110000],id_rt[110000],ch[110000][2],p[110000];
    int root;
    int points,cnt;
    inline int merge(int x,int y){
        if(!x||!y)  return x+y;
        if(comp(id_rt[x],id_rt[y])) swap(x,y);
        ch[x][1]=merge(ch[x][1],y);
        if(p[ch[x][1]]>p[ch[x][0]])
            swap(ch[x][0],ch[x][1]);
        p[x]=p[ch[x][0]]+1;
        return x;
    }
    inline void push(int x,int y){
        cnt++;
        id[++points]=x;
        id_rt[points]=y;
        root=merge(root,points);
    }
    inline void pop(){
        root=merge(ch[root][0],ch[root][1]);
        cnt--;
    }
    inline int top(){
        return id[root];
    }
    inline bool empty(){
        return (!cnt);
    }
} q;
int pr[110000];
bool vis[110000];
inline void dijkstra(int from,int to){
    build(rt[n+1],0,M,1);
    fz(i,1,n)   if(i!=from) rt[i]=rt[n+1];
    build(rt[from],0,M,0);
    rt[0]=rt[from];
    q.push(from,rt[from]);
    while(!q.empty()){
//        if(clock()>4545)    break;
        int x=q.top();q.pop();
        if(vis[x])  continue;
        vis[x]=1;
//        cout<<x<<" "<<s[rt[x]].hs2<<endl;
//        dfsprint(rt[x]);
        for(int i=0;i<g[x].size();i++){
            edge e=g[x][i];
            int y=e.v,z=e.w;
            if(vis[y])  continue;
            int tmp=add(rt[x],z);
//            cout<<x<<" "<<y<<" "<<z<<" "<<s[tmp].hs2<<" "<<comp(rt[y],tmp)<<endl;
//            cout<<"print tmp\n";
//            dfsprint(tmp);
            if(comp(rt[y],tmp)){
                rt[y]=tmp;
                pr[y]=x;
                q.push(y,rt[y]);
            }
        }
    }
    if(rt[to]==rt[n+1]) puts("-1");
    else{
        cout<<s[rt[to]].hs2<<endl;
        vector<int> ans;
        for(int i=to;i!=from;i=pr[i]){
            ans.push_back(i);
        }
        ans.push_back(from);
        reverse(all(ans));
        cout<<_sz(ans)<<endl;
        foreach(it,ans) cout<<*it<<" ";
    }
}
signed main(){
    P1[0]=1;
    fz(i,1,M)   P1[i]=1ll*P1[i-1]*HSB1%MOD1;
    P2[0]=1;
    fz(i,1,M)   P2[i]=1ll*P2[i-1]*HSB2%MOD2;
    fz(i,1,m){
        int x=read(),y=read(),z=read();
        g[x].push_back(edge(x,y,z));
        g[y].push_back(edge(y,x,z));
    }
    int _s=read(),_t=read();
    dijkstra(_s,_t);
    return 0;
}

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