• @noi.ac



    @description@

    你天天努力,还是比不上小牛,因为小牛在家中套路。于是你决定去拜访小牛,以请教套路的方法。

    小牛住在长满多汁牧草的大草原中,草原上共有 n 个牧场,n−1 条双向道路连接这些牧场使得牧场之间两两可达。通过一条道路需要花费一定的时间,一开始这个值都是 0。

    小牛并不想让你找到他,所以小牛有时候会通过一些方式使得通过某条道路的时间发生变化。于是你被小牛弄得晕头转向,不知所措。

    最后你放弃了寻找小牛,开始研究起一个问题:任选两个牧场 u 和 v ,定义 dis(u,v) 为 u 到 v 的最短路,那么 dis(u,v) 最大可以是多少呢?

    由于小牛操纵着牧场道路通过时间的变化,所以你需要在小牛每次操作后都重新求出这个问题的答案。

    @Input format@
    第一行两个数 n,m,表示牧场的数量和小牛操作的数量。

    第二行 n−1 个数,第 i 个数是 f[i+1](f[i+1]≤i),代表在 f[i+1]号牧场和 i+1 号牧场之间有一条双向道路,通过时间为 0。

    接下来 m 行,每行两个数 pi,wi,表示将 f[pi] 号牧场和 pi 号牧场之间的双向道路的通过时间改为 wi。

    @Output format@
    输出共 m 行,第 i 行输出一个数表示小牛第 i 次操作后 dis(u,v)的最大值。

    @Sample input@
    5 4
    1 1 2 2
    4 8
    4 3
    2 2
    5 7
    @Sample output@
    8
    3
    5
    10
    @Constraints@
    对于所有的数据,n,m≤1e5,0≤wi≤2e3。

    @solution@

    简单来说就是在支持修改边权的操作下动态维护直径长度。

    嗯。虽然我知道求直径是一个经典的 dp 问题,而这道题就是一道经典的动态 dp 问题。
    不过我尝试着寻找一种比动态 dp 好写的算法(虽然写出来跟动态 dp 长度差不多。。。)。

    求直径还有另一个经典的算法:点分治两次搜索。
    第一次,找到距离根最远的点,不妨令其为 x。
    第二次,找到距离 x 最远的点,不妨令其为 y。于是 x 与 y 的距离就是直径长。
    于是我们尝试动态维护出两次搜索需要的信息。

    第一次搜索,只需要支持子树的加减、查询最大值的操作即可。可以在 dfs 序上直接建一棵线段树。
    第二次搜索,因为我们只需要求直径长,所以没必要维护出点 y。
    因为点 x 是一个叶子结点(可能有多个结点满足离根最远,但不难发现总存在一个叶子结点满足条件),所以以点 x 为端点的直径肯定是从 x 往上爬至一定位置然后向下走。
    我们再搞出两个线段树。其中一棵用于维护重链:维护重链上的点“通过轻儿子向下可到达的最远距离 - 这个点离根的距离的最大值”;另一棵维护每一个点下面挂着的轻儿子们,维护“通过这个点的轻儿子向下可到达的最远距离与次远距离”(其实这个可以不用线段树维护,只是因为我前两个需要就封装了一个,刚好就用一下。。。)。

    查询时顺着重链往上时,如果遇到重链就访问我们建的第二棵线段树,遇到轻边就访问我们建的第三棵线段树,对答案进行更新。
    修改时对应上面的定义恰当修改即可。不再赘述。

    时间复杂度 O(nlog^2 n)

    @accepted code@

    #include<cstdio>
    #include<iostream>
    using namespace std;
    #define mp make_pair
    typedef pair<int, int> pii;
    const int MAXN = 100000;
    struct edge{
    	edge *nxt; int to;
    }edges[MAXN + 5], *adj[MAXN + 5], *ecnt=&edges[0];
    void addedge(int u, int v) {
    	edge *p = (++ecnt);
    	p->to = v, p->nxt = adj[u], adj[u] = p;
    }
    struct segtree{
    	struct node{
    		int le, ri, tag;
    		pii mx, smx;
    	}tree[4*MAXN + 5];
    	bool comp(pii a, pii b) {
    		if( a.first == 0 ) return false;
    		if( b.first == 0 ) return true;
    		if( a.second == b.second ) return a.first > b.first;
    		return a.second > b.second;
    	}// a > b : true
    	void update(pii &mx, pii &smx, pii x) {
    		if( comp(x, mx) ) smx = mx, mx = x;
    		else if( comp(x, smx) ) smx = x;
    	}
    	void pushup(int x) {
    		tree[x].mx = tree[x<<1|1].mx, tree[x].smx = tree[x<<1|1].smx;
    		update(tree[x].mx, tree[x].smx, tree[x<<1].mx);
    		update(tree[x].mx, tree[x].smx, tree[x<<1].smx);
    	}
    	void pushdown(int x) {
    		if( tree[x].tag ) {
    			tree[x<<1].mx.second += tree[x].tag, tree[x<<1].smx.second += tree[x].tag, tree[x<<1].tag += tree[x].tag;
    			tree[x<<1|1].mx.second += tree[x].tag, tree[x<<1|1].smx.second += tree[x].tag, tree[x<<1|1].tag += tree[x].tag;
    			tree[x].tag = 0;
    		}
    	}
    	void build(int x, int l, int r) {
    		tree[x].le = l, tree[x].ri = r, tree[x].tag = 0;
    		if( l >= r ) {
    			tree[x].mx = mp(l, 0), tree[x].smx = mp(0, 0);
    			return ;
    		}
    		int mid = (l + r) >> 1;
    		build(x<<1, l, mid), build(x<<1|1, mid + 1, r);
    		pushup(x);
    	}
    	void add(int x, int l, int r, int d) {
    		if( l > tree[x].ri || r < tree[x].le )
    			return ;
    		if( l <= tree[x].le && tree[x].ri <= r ) {
    			tree[x].tag += d, tree[x].mx.second += d, tree[x].smx.second += d;
    			return ;
    		}
    		pushdown(x);
    		add(x<<1, l, r, d);
    		add(x<<1|1, l, r, d);
    		pushup(x);
    	}
    	void modify(int x, int p, int k) {
    		if( p > tree[x].ri || p < tree[x].le )
    			return ;
    		if( tree[x].le == tree[x].ri ) {
    			tree[x].mx.second = k;
    			return ;
    		}
    		pushdown(x);
    		modify(x<<1, p, k);
    		modify(x<<1|1, p, k);
    		pushup(x);
    	}
    	pii query_max(int x, int l, int r) {
    		if( l > tree[x].ri || r < tree[x].le )
    			return mp(0, 0);
    		if( l <= tree[x].le && tree[x].ri <= r )
    			return tree[x].mx;
    		pushdown(x);
    		pii a = query_max(x<<1, l, r), b = query_max(x<<1|1, l, r);
    		return comp(a, b) ? a : b;
    	}
    	int query_key(int x, int p) {
    		if( tree[x].le == tree[x].ri )
    			return tree[x].mx.second;
    		int mid = (tree[x].le + tree[x].ri) >> 1;
    		pushdown(x);
    		if( p <= mid ) return query_key(x<<1, p);
    		else return query_key(x<<1|1, p);
    	}
    	pair<pii, pii> query_sec_max(int x, int l, int r) {
    		if( l > tree[x].ri || r < tree[x].le )
    			return mp(mp(0, 0), mp(0, 0));
    		if( l <= tree[x].le && tree[x].ri <= r )
    			return mp(tree[x].mx, tree[x].smx);
    		pushdown(x);
    		pair<pii, pii> a = query_sec_max(x<<1, l, r);
    		pair<pii, pii> b = query_sec_max(x<<1|1, l, r);
    		update(a.first, a.second, b.first);
    		update(a.first, a.second, b.second);
    		return a;
    	}
    }T1, T2, T3;
    int f[MAXN + 5], w[MAXN + 5], n, m;
    int siz[MAXN + 5], hvy[MAXN + 5];
    int dfn[MAXN + 5], tid[MAXN + 5], top[MAXN + 5], dcnt = 0;
    int num[MAXN + 5], arr[MAXN + 5], le[MAXN + 5], ri[MAXN + 5], tot = 0;
    void read() {
    	scanf("%d%d", &n, &m);
    	for(int i=2;i<=n;i++)
    		scanf("%d", &f[i]);
    }
    void func() {
    	for(int i=2;i<=n;i++)
    		addedge(f[i], i);
    	for(int i=n;i>=2;i--)
    		siz[f[i]] += (++siz[i]);
    	siz[1]++;
    	for(int i=n;i>=1;i--)
    		if( siz[hvy[f[i]]] < siz[i] )
    			hvy[f[i]] = i;
    }
    void dfs(int x, int tp) {
    	dfn[++dcnt] = x, tid[x] = dcnt, top[x] = tp;
    	if( !hvy[x] ) return ;
    	dfs(hvy[x], tp);
    	for(edge *p=adj[x];p;p=p->nxt)
    		if( p->to != hvy[x] ) {
    			arr[++tot] = p->to;
    			if( !le[x] ) le[x] = tot;
    			num[p->to] = ri[x] = tot;
    		}
    	for(edge *p=adj[x];p;p=p->nxt)
    		if( p->to != hvy[x] )
    			dfs(p->to, p->to);
    }
    inline int dist(int x, int y) {
    	return T1.query_key(1, tid[x]) - T1.query_key(1, tid[y]);
    }
    inline int find_max(int x, int y) {
    	return T1.query_max(1, tid[y], tid[y]+siz[y]-1).second - T1.query_key(1, tid[x]);
    }
    void modify(int x, int k) {
    	int del = k - w[x]; w[x] = k;
    	T1.add(1, tid[x], tid[x]+siz[x]-1, del), T2.add(1, tid[x], tid[x]+siz[x]-1, -del);
    	while( true ) {
    		x = top[x];
    		if( f[x] ) {
    			int d = T3.query_max(1, le[f[x]], ri[f[x]]).second;
    			T3.modify(1, num[x], find_max(f[x], x));
    			d = T3.query_max(1, le[f[x]], ri[f[x]]).second - d;
    			T2.add(1, tid[f[x]], tid[f[x]], d);
    			x = f[x];
    		}
    		else break;
    	}
    }
    int query() {
    	int x = dfn[T1.query_max(1, 1, n).first], dis = 0, ret = 0;
    	while( true ) {
    		int p = dfn[T2.query_max(1, tid[top[x]], tid[x] - 1).first];
    		ret = max(ret, dis + dist(x, p) + T3.query_max(1, le[p], ri[p]).second);
    		dis += dist(x, top[x]), x = top[x];
    		if( f[x] ) {
    			dis += w[x];
    			ret = max(ret, dis + find_max(f[x], hvy[f[x]]));
    			pair<pii, pii> p = T3.query_sec_max(1, le[f[x]], ri[f[x]]);
    			if( arr[p.first.first] == x ) ret = max(ret, dis + p.second.second);
    			else ret = max(ret, dis + p.first.second);
    			x = f[x];
    		}
    		else break;
    	}
    	return ret;
    }
    void solve() {
    	T1.build(1, 1, dcnt), T2.build(1, 1, dcnt), T3.build(1, 1, tot);
    	for(int i=1;i<=m;i++) {
    		int p, w; scanf("%d%d", &p, &w);
    		modify(p, w), printf("%d
    ", query());
    	}
    }
    int main() {
    	read(), func(), dfs(1, 1), solve();
    }
    

    @details@

    至少通过这道题我懂得了一个道理:千万不要在其他题不能确保正确性(比如对拍、手造数据、写暴力)的情况下写数据结构题。
    否则你就有可能会遭遇其他题写挂,数据结构题也写挂的双挂结局。

    而且写数据结构题,测完样例并没有什么用。即使没时间对拍,也要手造数据尝试 hack 自己。

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