Codeforces 888G. Xor-MST(异或最小生成树)

You are given a complete undirected graph with n vertices. A number a i is assigned to each vertex, and the weight of an edge between vertices i and j is equal to a i xor a j.

Calculate the weight of the minimum spanning tree in this graph.

Input
The first line contains n (1 ≤ n ≤ 200000) — the number of vertices in the graph.

The second line contains n integers a 1, a 2, …, a n (0 ≤ a i < 230) — the numbers assigned to the vertices.

Output
Print one number — the weight of the minimum spanning tree in the graph.

Examples
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5
1 2 3 4 5
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8
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4
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8

思路和代码参考自洛谷上的,因为今天多校来写,又学到新姿势。
https://www.luogu.com.cn/problem/solution/CF888G

题意:
每个点有一个权值,边为两个点的异或值。
这是一张完全图,求MST

思路:
这是一张完全图,当然是不能用kruskal或者prim。
但是最小生成树除了这两个算法,还有一个叫做boruvka的算法,大致思路是维护每个连通块连出的最短边,然后每个连通块择优,选上最短边。

用在本题上,我们可以建立01字典树,那么每次对于连出的0出边和1出边,各有一个连通块,要连通这两个连通块,则需要从左子树(右子树)中枚举一个点,然后再利用01字典树的性质,得到在另一半对应的最小值。

因为对于两个点异或值,肯定是高位相等的越多,值越小,所以从01字典树最高位往下走是符合boruvka算法的

对于每个分出两个子树的点都这样处理,这类似分治的过程,复杂度肯定是够的。

#include
#include
#include
#include 
#include 
#include 

using namespace std;

typedef long long ll;

const int INF = 0x3f3f3f3f;
const int maxn = 2e5 + 7;

int L[maxn * 40],R[maxn * 40];
int ch[maxn * 40][2],tot;
int n,root;
int a[maxn];

void Insert(int &now,int x,int dep) {
    if(!now) now = ++tot;
    L[now] = min(L[now],x);R[now] = max(R[now],x);
    if(dep < 0) return;
    int bit = a[x] >> dep & 1;
    Insert(ch[now][bit],x,dep - 1);
}

ll query(int now,int val,int dep) {
    if(dep < 0) return 0;
    int bit = (val >> dep) & 1;
    if(ch[now][bit]) return query(ch[now][bit],val,dep - 1);
    return query(ch[now][bit ^ 1],val,dep - 1) + (1 << dep);
}

ll dfs(int now,int dep) {
    if(dep < 0) return 0;
    if(R[ch[now][0]] && R[ch[now][1]]) {
        ll mi = INF;
        for(int i = L[ch[now][0]];i <= R[ch[now][0]];i++) {
            mi = min(mi,query(ch[now][1],a[i],dep - 1));
        }
        return dfs(ch[now][0],dep - 1) + mi + dfs(ch[now][1],dep - 1) + (1 << dep);
    }
    if(R[ch[now][0]]) return dfs(ch[now][0],dep - 1);
    if(R[ch[now][1]]) return dfs(ch[now][1],dep - 1);
    return 0;
}

int main() {
    int n;scanf("%d",&n);
    for(int i = 1;i <= n;i++) {
        scanf("%d",&a[i]);
    }
    sort(a + 1,a + 1 + n);
    memset(L,0x3f,sizeof(L));
    for(int i = 1;i <= n;i++) Insert(root, i, 30);
    printf("%lld\n",dfs(root,30));
    return 0;
}


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