「洛谷 P3047」Nearby Cows - 树形 DP + 容斥原理

题意描述

洛谷链接

给你一棵 \(n\) 个点的树,点带权,对于每个节点求出距离它不超过 \(k\) 的所有节点权值和 \(m_i\)

解题思路

本题树形 DP 可做。首先我们统计 \(f_{i, j}\)\(f_{i, j}\) 表示以 \(i\) 为根的子树中距离为 \(j\) 的节点个数。

于是有下列方程:

\[ f_{i, j} = f_{i, j} + f_{e, j - 1} \quad i \rightarrow e \]

接下来就是换根。对于 \(i\) 节点,我们有一下方程:

\[ f_{i, j} = f_{i, j} + f_{e, j - 1} \quad e \rightarrow i \]

然而此时必有重复,因为在统计 \(f_{e, j}\) 时,\(f_{i, j - 2}\) 已被统计。故这里简单容斥一下即可。

\[ f_{i, j} \cup f_{e, j - 1} = f_{i, j} + f_{e, j - 1} - f_{i, j} \cap f_{e, j - 1} \]

\[ f_{i, j} = f_{i, j} + f_{e, j - 1} - f_{i, j - 2} \quad e \rightarrow i \]

代码演示

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#include <cstdio>
#include <vector>

const int MAXN = 1e5;
const int MAXK = 20;

struct Node {
std::vector<struct Edge> e;
int f[MAXK + 1];
} N[MAXN + 1];

struct Edge {
Node *s, *t;

Edge(Node *s, Node *t) : s(s), t(t) {}
};

int n, k;

inline void addEdge(int s, int t) {
N[s].e.push_back(Edge(&N[s], &N[t]));
N[t].e.push_back(Edge(&N[t], &N[s]));
}

void dp1(Node *v, Node *fa = nullptr) {
for (Edge *e = &v->e.front(); e && e <= &v->e.back(); e++) {
if (e->t == fa) continue;
dp1(e->t, v);
for (int i = 1; i <= k; i++) v->f[i] += e->t->f[i - 1];
}
}

void dp2(Node *v, Node *fa = nullptr) {
for (Edge *e = &v->e.front(); e && e <= &v->e.back(); e++) {
if (e->t == fa) continue;
for (int i = k; i >= 2; i--) e->t->f[i] -= e->t->f[i - 2];
for (int i = 1; i <= k; i++) e->t->f[i] += v->f[i - 1];
dp2(e->t, v);
}
}

int main() {
scanf("%d %d", &n, &k);

for (int i = 1; i <= n - 1; i++) {
int s, t;
scanf("%d %d", &s, &t);
addEdge(s, t);
}
for (int i = 1; i <= n; i++) scanf("%d", &N[i].f[0]);

dp1(&N[1]);
dp2(&N[1]);

for (int i = 1; i <= n; i++) {
int ans = 0;
for (int j = 0; j <= k; j++) ans += N[i].f[j];
printf("%d\n", ans);
}

return 0;
}