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CF855G. Harry Vs Voldemort(边双,并查集,dp)

章彬郁
2023-12-01

CF855G. Harry Vs Voldemort

Solution

考虑每增加一条边都会把路径上的边双都连成一个大边双,考虑合并 x x x y = f a x y = fa_x y=fax 这两个边双的贡献,分类讨论:

  1. 选取三个同边双内的点。
  2. 选取在同一个边双内选两个点,剩下一个在其他边双内。
  3. 选取三个来自不同边双的点。

第一个的贡献即为 A s z x 3 A_{sz_x}^3 Aszx3
第二个的贡献即为 2 A s z x 2 ( n − s z x ) 2A_{sz_x}^2(n - sz_x) 2Aszx2(nszx)
第三个比较麻烦:

  • 首先我们去掉在一二两种中重复的部分,这部分可能是 ( x , y , z ) (x,y,z) (x,y,z) ( y , x , z ) (y,x,z) (y,x,z) ( z , x , y ) (z,x,y) (z,x,y) ( z , y , x ) (z,y,x) (z,y,x)
  • 然后我们发现合并 ( x , y ) (x,y) (x,y)之后,就可以从本来 x x x子树中的点 p p p开始走到 y y y再回走到 x x x的另一个子树中的点 q q q,即 ( p , y , q ) (p,y,q) (p,y,q) ( q , y , p ) (q,y,p) (q,y,p)都可以选择,这一部分是新多出来的,这部分相当于 x x x的不同子树内的点对两两可达,于是我们再维护一个 h x = ∑ y s z y 2 h_x = \sum_{y}sz_y^2 hx=yszy2即可快速统计贡献。(对于 y y y这一部分的贡献同理)

具体统计方法见 C o d e Code Code

并查集维护边双联通分量即可,时间复杂度 O ( n l g n ) O(nlgn) O(nlgn)

Code

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

template<typename T> inline bool upmin(T &x, T y) { return y < x ? x = y, 1 : 0; }
template<typename T> inline bool upmax(T &x, T y) { return x < y ? x = y, 1 : 0; }

#define MP(A,B) make_pair(A,B)
#define PB(A) push_back(A)
#define SIZE(A) ((int)A.size())
#define LEN(A) ((int)A.length())
#define FOR(i,a,b) for(int i=(a);i<(b);++i)
#define fi first
#define se second
#define int ll

typedef long long ll;
typedef unsigned long long ull;
typedef long double lod;
typedef pair<int, int> PR;
typedef vector<int> VI; 

const lod eps = 1e-11;
const lod pi = acos(-1);
const int mods = 998244353;
const int oo = 1 << 30;
const ll loo = 1ll << 62;
const int MAXN = 600005;
const int INF = 0x3f3f3f3f;//1061109567
/*--------------------------------------------------------------------*/
inline int read() {
	int f = 1, x = 0; char c = getchar();
	while (c < '0' || c > '9') { if (c == '-') f = -1; c = getchar(); }
	while (c >= '0' && c <= '9') { x = (x << 3) + (x << 1) + (c ^ 48); c = getchar(); }
	return x * f;
}
vector<int> e[MAXN];
int fa[MAXN], f[MAXN], dep[MAXN];
ll sz[MAXN], num[MAXN], g[MAXN], h[MAXN], ans = 0, n;
int find(int x) { return f[x] == x ? f[x] : f[x] = find(f[x]); }
void dfs(int x, int father) {
	sz[x] = 0, fa[x] = father, dep[x] = dep[father] + 1;
	for (auto v : e[x]) if (v != father) dfs(v, x);
	for (auto v : e[x]) {
		if (v == father) continue;
		ans += sz[x] * sz[v] * 2;
		g[x] += g[v] + sz[v];
		h[x] += sz[v] * sz[v];
		sz[x] += sz[v]; 
	}
	++ sz[x];
	h[x] += (n - sz[x]) * (n - sz[x]);
	ans += (n - sz[x]) * (sz[x] - 1) * 2;
}
void merge(int x, int y) {
	ans -= num[x] * (num[x] - 1) * (num[x] - 2); //part 1 x
	ans -= num[y] * (num[y] - 1) * (num[y] - 2); //part 1 y
	
	ans -= num[x] * (num[x] - 1) * (n - num[x]) * 2; //part 2 x
	ans -= num[y] * (num[y] - 1) * (n - num[y]) * 2; //part 2 y
	
	ans -= (sz[x] - num[x]) * num[x] * num[y] * 2 + (n - sz[x] - num[y]) * num[x] * num[y] * 2; //part 3.1
	
	ans += num[y] * ((sz[x] - num[x]) * (sz[x] - num[x]) - (h[x] - (n - sz[x]) * (n - sz[x]))); //part 3.2 x
	ans += num[x] * ((n - sz[x] - num[y]) * (n - sz[x] - num[y]) - (h[y] - sz[x] * sz[x])); //part 3.2 y

	f[x] = y, num[y] += num[x], h[y] += h[x] - sz[x] * sz[x] - (n - sz[x]) * (n - sz[x]);
	
	ans += num[y] * (num[y] - 1) * (num[y] - 2); //part 1 new 
	ans += num[y] * (num[y] - 1) * (n - num[y]) * 2; //part 2 new 
}
signed main() {
	n = read();
	for (int i = 1, u, v; i < n ; ++ i) u = read(), v = read(), e[u].PB(v), e[v].PB(u);
	for (int i = 1; i <= n ; ++ i) f[i] = i, num[i] = 1;
	dfs(1, 0);
	printf("%lld\n", ans);
	int Case = read();
	while (Case --) {
		int u = read(), v = read(), U = find(u), V = find(v);
		while (U != V) {
			if (dep[U] < dep[V]) swap(U, V);
			merge(U, find(fa[U]));
			U = find(U);
		}	
		printf("%lld\n", ans);
	}
	return 0;
}
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