• 题解 HDU6566 【The Hanged Man】


    题意为给定 (n) 个点的树,每个节点为一个物品,有体积和价值,选物品必须满足不相邻,即选出一个独立集,求对于 (forall i in [1,m]),容量为 (i) 时的背包最大价值的方案数。

    (1 leqslant n leqslant 50,1 leqslant m leqslant 5000)

    暴力就是直接树形背包,(f_{i,j,0/1}) 为在 (i) 的子树内,容量为 (j),是否选 (i) 的方案数,但复杂度为 (O(nm^2)),无法接受。

    考虑用 (dfs) 序转移来优化,但是发现从 (dfs) 序中 (i) 转移到 (i+1) 时,若 (i+1) 对应的节点在 (i) 对应的节点的上方时,就可能不知道 (i+1) 的父亲选择的情况:

    因此还需知道像图中 (i+1) 的父亲那样的转折点的选择情况,直接状压一个点到根节点路径上的所有转折点不现实,会被链卡成状态数为 (O(2^n))

    考虑优化状态数,先进行重链剖分,剖分重链时优先遍历轻儿子,因为最后才遍历重儿子,所以一个点到根节点的所有转折点都是重链的链底,那么再进行状压,状态数就为 (O(2^{log n})=O(n)) 了。

    (f_{i,S,j}) 为考虑到 (dfs) 序中第 (i) 个点,到根的转折点的状态为 (S),容量为 (j) 的方案数,转移是 (O(1)) 的,复杂度为 (O(n^2m))

    另外一个做法是进行点分治,将每次的分治中心作为转折点来状压,这样状态数也是 (O(n)) 的。

    #include<bits/stdc++.h>
    #define maxn 210
    #define maxm 5010
    using namespace std;
    typedef long long ll;
    template<typename T> inline void read(T &x)
    {
        x=0;char c=getchar();bool flag=false;
        while(!isdigit(c)){if(c=='-')flag=true;c=getchar();}
        while(isdigit(c)){x=(x<<1)+(x<<3)+(c^48);c=getchar();}
        if(flag)x=-x;
    }
    int T,n,m,cnt,now;
    int w[maxn],v[maxn],id[maxn];
    int siz[maxn],fa[maxn],son[maxn],top[maxn],rev[maxn];
    vector<int> t[maxn];
    struct edge
    {
        int to,nxt;
    }e[maxn];
    int head[maxn],edge_cnt;
    void add(int from,int to)
    {
        e[++edge_cnt]={to,head[from]},head[from]=edge_cnt;
    }
    struct node
    {
        int v;
        ll cnt;
    }f[2][maxn][maxm],ans[maxm];
    node operator +(const node &x,const int &val)
    {
        return {x.v+val,x.cnt};
    }
    void mx(node &x,node y)
    {
        if(x.v<y.v) x=y;
        else if(x.v==y.v) x.cnt+=y.cnt;
    }
    void dfs_son(int x,int fath)
    {
        fa[x]=fath,siz[x]=1;
        for(int i=head[x];i;i=e[i].nxt)
        {
            int y=e[i].to;
            if(y==fath) continue;
            dfs_son(y,x),siz[x]+=siz[y];
            if(siz[y]>siz[son[x]]) son[x]=y;
        }
    }
    void dfs_chain(int x,int tp)
    {
        top[x]=tp,rev[++cnt]=x;
        for(int i=head[x];i;i=e[i].nxt)
        {
            int y=e[i].to;
            if(y==fa[x]||y==son[x]) continue;
            dfs_chain(y,y);
        }
        if(son[x]) dfs_chain(son[x],tp);
    }
    void clear()
    {
        edge_cnt=cnt=0,now=1;
        memset(f,0,sizeof(f));
        memset(ans,0,sizeof(ans));
        memset(son,0,sizeof(son));
        memset(head,0,sizeof(head));
        for(int i=1;i<=n;++i) t[i].clear();
    }
    void solve(int num)
    {
        read(n),read(m),clear();
        for(int i=1;i<=n;++i) read(w[i]),read(v[i]);
        for(int i=1;i<n;++i)
        {
            int x,y;
            read(x),read(y);
            add(x,y),add(y,x);
        }
        dfs_son(1,0),dfs_chain(1,1);
        for(int i=1;i<=n;++i)
        {
            int p=i;
            t[i].push_back(i);
            while(fa[top[p]]) p=fa[top[p]],t[i].push_back(p);
        }
        f[0][0][0]={0,1};
        for(int i=1;i<=n;++i)
        {
            for(int s=0;s<(1<<t[rev[i]].size());++s)
                for(int j=0;j<=m;++j)
                    f[now][s][j]={0,0};
            int fath=20;
            for(int j=0;j<t[rev[i-1]].size();++j)
            {
                int p=t[rev[i-1]][j];
                if(fa[rev[i]]==p) fath=j;
                id[j]=-1;
                for(int k=0;k<t[rev[i]].size();++k)
                    if(p==t[rev[i]][k])
                        id[j]=k;
            }
            for(int s=0;s<(1<<t[rev[i-1]].size());++s)
            {
                int S=0;
                for(int j=0;j<t[rev[i-1]].size();++j)
                    if((s&(1<<j))&&id[j]!=-1)
                        S|=1<<id[j];
                for(int j=0;j<=m;++j)
                {
                    if(!f[now^1][s][j].cnt) continue;
                    mx(f[now][S][j],f[now^1][s][j]);
                    if((s&(1<<fath))||j+w[rev[i]]>m) continue;
                    mx(f[now][S+1][j+w[rev[i]]],f[now^1][s][j]+v[rev[i]]);
                }
            }
            now^=1;
        }
        for(int s=0;s<(1<<t[rev[n]].size());++s)
            for(int i=1;i<=m;++i)
                mx(ans[i],f[now^1][s][i]);
        printf("Case %d:
    ",num);
        for(int i=1;i<=m;++i) printf("%lld%c",ans[i].cnt," 
    "[i==m]);
    }
    int main()
    {
        read(T);
        for(int i=1;i<=T;++i) solve(i);
        return 0;
    }
    
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