bzoj 3669: [Noi2014]魔法森林

3669: [Noi2014]魔法森林

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Description

为了得到书法大家的真传,E同学下定决心去拜访住在魔法森林中的隐士。魔法森林可以被一个包含个N节点M条边的无向图节点标号为1..N边标号为1..M。初始时小E同学在号节点1,隐士则住在号节点N。小E需要通过这一片魔法森林,才能够拜访到隐士。

魔法森林中居住了一些妖怪。每当有人经过一条边时候,这条边上的妖怪就会对其发起攻击。幸运的是,在号节点住着两种守护精灵A型守护精灵与B型守护精灵小E可以借助它们的力量,达到自己的目的

只要小E带上足够多的守护精灵,妖怪们就不会发起攻击了。具体来说无向图中的每一条边Ei包含两个权值Ai与Bi身上携带的A型守护精灵个数不少于Ai且B型守护精灵个数不少于Bi这条边上的妖怪不会对通过这条边人发起攻击当且仅当通过魔法森林的过程中没有任意一条边妖怪小E发起攻击他才能成功找到隐士。

由于携带守护精灵是一件非常麻烦的事,小E想要知道,要能够成功拜访到隐士,最少需要携带守护精灵的总个数守护精灵总个数A型守护精灵的个数与B型守护精灵的个数之和。

Input

第1行包含两个整数N,M,表示无向图共有N个节点,M条边。 接下来M行,第行包含4个正整数Xi,Yi,Ai,Bi,描述第i条无向边。其中Xi与Yi为该边两个端点的标号,Ai与Bi的含义如题所述。 注意数据中可能包含重边与自环。

Output

输出一行一个整数:如果小E可以成功拜访到隐士,输出小E最少需要携带的守护精灵的总个数;如果无论如何小E都无法拜访到隐士,输出“-1”(不含引号)。

Sample Input

【输入样例1】
4 5
1 2 19 1
2 3 8 12
2 4 12 15
1 3 17 8
3 4 1 17





【输入样例2】


3 1
1 2 1 1



Sample Output

【输出样例1】

32
【样例说明1】
如果小E走路径1→2→4,需要携带19+15=34个守护精灵;
如果小E走路径1→3→4,需要携带17+17=34个守护精灵;
如果小E走路径1→2→3→4,需要携带19+17=36个守护精灵;
如果小E走路径1→3→2→4,需要携带17+15=32个守护精灵。
综上所述,小E最少需要携带32个守护精灵。



【输出样例2】


-1
【样例说明2】
小E无法从1号节点到达3号节点,故输出-1。

HINT

2<=n<=50,000


0<=m<=100,000




1<=ai ,bi<=50,000

Source

题解:并查集+LCT

先说一下这个题中学到的一个不错的思想:化边权为点权,之前写树链剖分的时候曾经把边权下放为点权,然后进行处理,但是这种方式用在这里显然不合适,因为LCT 动态树会旋转换根,所有无法下放,那么怎么做呢?因为不管怎么改变树的形态,两个点确定一条边的关系是不变的,所有我们可以把边缩成一点,然后把边权给这个点的点权,然后从缩成的这个点向这条边的两个端点连边,这样就可以解决边权的问题。

因为这个题要维护两个边权,并且要求最后的答案使路径上两个最大边权的和最小,直接两个一块处理,很难搞。所有我们把一个边权按从小到大的顺序排序,然后每次往树中加边,有点类似最小生成树的方式。但是加边时必须保证不能出现环,如果出现环怎么办呢?我们可以在lct中维护每个路径中最大值所在的位置,如果加入该边出现环的话,就判断一下这条路径上的最大值是否大于当前边的权值,如果大于,就拆边建立新边。LCT中只是维护了一个权值,那么我们要求两个权值的和最小,那么如何更新答案能?其实很简单,判断一下起点和终点是否连通,如果连通就用当前边的未加入LCT的权值和LCT中维护的1到N的最大值来更新答案,因为是升序排列,所有可以保证该边未加入LCT的权值一定是最大的。那么肯定有疑问,会不会1到N的路径上根本就没有新加入的那条边呢,那么这样这条路径上一个权值的最大值不就多算了吗?首先这种情况会发生,但是并不会影响最终的答案。因为如果路径上没有这条边,那么之前1到N就是连通的,那么之前在加入1到N中某条路径的时候一定已经计算过正确的答案了,因为当前边的未加入LCT的权值和LCT中维护的1到N的最大值一定比那个答案要大,所有不会有影响。

总之,思路清晰+不手残,就可以AC了。

说一下自己遇到的一个问题,就是在splay时,如果每次都用memset给st数组清零的话,会TLE,慢到你不能想象

如果不需要拆边而两个点又在一个集合中的话,后面的连边操作就跳过。

#include<iostream>  
#include<cstdio>  
#include<cstring>  
#include<algorithm>  
#define N 300003  
using namespace std;  
int n,m;  
int fa[N],ch[N][2],maxn[N],key[N],rev[N],size[N];  
int mp[N],top,st[N];  
struct data  
{  
    int a,b,x,y;  
};data tr[N];  
int cmp(data a,data b)  
{  
    return a.a<b.a;  
}  
void pushdown(int x)  
{  
    if (!rev[x]) return;  
    rev[ch[x][0]]^=1; rev[ch[x][1]]^=1;  
    swap(ch[x][0],ch[x][1]);  
    rev[x]=0;  
}  
int isroot(int x)  
{  
    return ch[fa[x]][0]!=x&&ch[fa[x]][1]!=x;  
}  
int get(int x)  
{  
    return ch[fa[x]][1]==x;  
}  
void update(int x)  
{  
    int l=ch[x][0]; int r=ch[x][1];  
    size[x]=x;  
    if (key[size[l]]>key[size[x]]) size[x]=size[l];  
    if (key[size[r]]>key[size[x]]) size[x]=size[r];  
}  
void rotate(int x)  
{  
    int y=fa[x]; int z=fa[y]; int which=get(x);  
    if (!isroot(y))  
     ch[z][ch[z][1]==y]=x;  
    fa[x]=z; ch[y][which]=ch[x][which^1];  fa[ch[y][which]]=y;  
    ch[x][which^1]=y; fa[y]=x;  
    update(y); update(x);  
}  
void splay(int x)  
{  
    top=0;  
    st[++top]=x;  
    for (int i=x;!isroot(i);i=fa[i])  
     st[++top]=fa[i];  
    for (int i=top;i>0;i--)  
     pushdown(st[i]);  
    while (!isroot(x))  
    {  
        int y=fa[x];  
        if (!isroot(y))  
         rotate(get(x)==get(y)?y:x);  
        rotate(x);  
    }  
}  
void access(int x)  
{  
    int t=0;  
    while (x)  
    {  
        splay(x);  
        ch[x][1]=t; update(x);  
        t=x; x=fa[x];  
    }  
}  
void rever(int x)  
{  
    access(x); splay(x); rev[x]^=1;  
}  
void link(int x,int y)  
{  
    rever(x); fa[x]=y;  splay(x);   
}  
void cut(int x,int y)  
{  
    rever(x); access(y); splay(y);  
    fa[x]=ch[y][0]=0; update(y);  
}  
int find(int x)  
{  
    if (mp[x]==x) return x;  
    mp[x]=find(mp[x]);  
    return mp[x];  
}  
int seek(int x,int y)  
{  
    rever(x); access(y); splay(y);  
    return size[y];  
} 
int main()  
{   
    scanf("%d%d",&n,&m);  
    for (int i=1;i<=m;i++)  
     scanf("%d%d%d%d",&tr[i].x,&tr[i].y,&tr[i].a,&tr[i].b);  
    sort(tr+1,tr+m+1,cmp);    
    for (int i=1;i<=n;i++)  
     mp[i]=i;  
    int ans=1000000000;  
    for (int i=1;i<=m;i++)  
    {  
        int k=find(tr[i].x);  
        int t=find(tr[i].y);  
        if (k!=t)  
         {  
            mp[t]=k;  
         }   
        else  
        {  
         int l=seek(tr[i].x,tr[i].y);  
         if (key[l]>tr[i].b)  
          {  
            cut(l,tr[l-n].x);  
            cut(l,tr[l-n].y);  
          }  
         else  
          {  
            if (find(1)==find(n))  
             ans=min(ans,key[seek(1,n)]+tr[i].a); 
			continue; 
          }  
        }  
        key[i+n]=tr[i].b; size[i+n]=i+n;  
        link(tr[i].x,n+i);   
        link(tr[i].y,n+i);  
        if (find(1)==find(n))  
        {  
        int l=seek(1,n);  ans=min(key[l]+tr[i].a,ans);  
        }  
    }  
    if (ans==1000000000)  
     printf("-1\n");  
    else  
     printf("%d\n",ans);  
    return 0;  
}  



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