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树形（换根） dp

2021-04-12 22:02:12 作者：互联网

树形dp(换根dp)

一句话总结重点：第一次dfs搜索所有点，得出所有点状态的值，第二次dfs对于各种状态进行计算，从而得出所需要的答案。

dfs设计：

总结：

第一次扫描时，任选一个点为根，在“有根树”上执行一次树形dp，在回溯时，自底向上的状态转移。

第二次扫描时，从第一次选的根出发，对整根树执行一个dfs，在每次递归前进行自顶向下的转移，计算出换根后的解。

一半来说，都需要存储树的大小，所以我们定义 \(size\) 作为这个节点子树的大小。因此有一下代码：

sizes[x]=1;
...
dfs(y,x);
sizes[x]+=sizes[y];

其他状态需要自己设置，一般来说，树形dp的题目都是跟树的节点数目有关的。
进入到第二遍dfs中，我们就需要运用 容斥原理 去求出答案：

例如P3047 [USACO12FEB]Nearby Cows G 中，我们去计算距离不超过k的点的点权之和。因为在第一遍dfs中，我们运用了：

for(int j=1;j<=k;j++)
    f[x][j]+=f[y][j-1];

如果是这样的话，我们对于距离为 \(x\) 的遍，都多算了 \((k-x)\) 次，因此在第二次dfs中有以下代码：

for(int j=k;j>=2;j--)
    f[y][j]-=f[y][j-2];
for(int j=1;j<=k;j++)
    f[y][j]+=f[x][j-1];

树形dp公式：

void dfs(int x,int fa){
    sizes[x]=1;
    for(int i=head[x];i;i=nxt[i]){
        int y=ver[i];
        if(y==fa) continue;
        dfs(y,x);
        sizes[x]+=size[y];
        ....
        ....
    }
}
void dfs2(int x,int fa)[
    for(int i=head[x];i;i=nxt[i]){
        int y=ver[i];
        if(y==fa) continue;
        ...
        ...
        ...
        ans[x]=...
        dfs(y,x);
    }
]
int main()
{
    cin>>n;
    for(int i=1;i<=n;i++){
        cin>>x>>y;
        add(x,y);add(y,x);
    }
    dfs(1,0);dfs2(1,0);
    cout<<ans<<endl;
    return 0;
}

例题：

模板P1352 没有上司的舞会

解题思路：

\(dp[i][1]\) 表示选择该节点所获得的最大值，\(dp[i][0]\) 表示不选择该节点获得的最大值。

因此我们就可以轻松写出来代码：

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
vector<int> son[10010];
int f[10010][2],v[10010],h[10010],n;
void dp(int x){
	f[x][0]=0;//0表示其本身不参加 
	f[x][1]=h[x]; //本身参加 
	for(int i=0;i<son[x].size();i++){
		int y=son[x][i];//儿子的地址 
		dp(y);
		f[x][0]+=max(f[y][0],f[y][1]);//儿子节点参加或不参加的最大值 
		f[x][1]+=f[y][0];//每个儿子节点不参加的最大值 
	}
}
int main()
{
	cin>>n;
	for(int i=1;i<=n;i++)
		cin>>h[i];
	for(int i=1;i<n;i++){
		int x,y;
		cin>>x>>y;
		v[x]=1;//有爹 
		son[y].push_back(x);
	}
	int root;
	for(int i=1;i<=n;i++)
		if(!v[i]){//没爹，即根节点 
			root=i;
			break;
		}
	dp(root);
	cout<<max(f[root][1],f[root][0])<<endl;
	return 0;
}

CF708C Centroids

我们知道，一个节点不能作为重心，有且仅有一个子树大小大于 \(\lfloor\dfrac{n}{2}\rfloor\)，我们一定是从这个子树里面选一个子树接在当前的根上。

那么就找一个这样的子树就可以啦

考虑 \(dp[u]\) 的最佳转移点，如果 \(dp[u]\) 最佳转移点就是\(v\) ，那么我们就需要得到一个点第二大的能够去除的子树大小

所以必须考虑维护两个 \(dp\) 值，\(dp[u][0]\) 表示第一大的值，\(dp[u][1]\) 表示第二大的值。

这样我们就可以解出这道题了。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=8e5+5;
int n;
int nxt[N],ver[N],head[N],tot;
int dp[N][2],pos[N];
int sizes[N],maxsizes[N];
int ans[N],[N];
void add(int x,int y){
    ver[++tot]=y;
    nxt[tot]=head[x];
    head[x]=tot;
}
void dfs(int x,int fa){
    sizes[x]=1;
    for(int i=head[x];i;i=nxt[i]){
        int y=ver[i];
        if(y==fa) continue;
        dfs(y,x);     int v;
        sizes[x]+=sizes[y];
        if(sizes[y]>sizes[maxsizes[x]]) maxsizes[x]=y;// 最多子节点的树
        if(sizes[y]<=n/2) v=sizes[y];//子节点不足
        else v=dp[y][0];
        if(dp[x][0]<v){
            dp[x][1]=dp[x][0];
            dp[x][0]=v;pos[x]=y;
        } 
        else if(dp[x][1]<v) dp[x][1]=v;
    }
}
void dfs2(int x,int fa){
    ans[x]=1;
    if(sizes[maxsizes[x]]>n/2) ans[x]=(sizes[maxsizes[x]]-dp[maxsizes[x]][0]<=n/2);
    else if(n-sizes[x]>n/2) ans[x]=(n-sizes[x]-f[x]<=n/2);
    for(int i=head[x];i;i=nxt[i]){
        int y=ver[i];
        if(y==fa) continue; int v;
        if(n-sizes[x]>n/2) v=f[x];
        else v=n-sizes[x];
        f[y]=max(f[y],v);
        if(pos[x]==y) f[y]=max(f[y],dp[x][1]);
        else          f[y]=max(f[y],dp[x][0]);
        dfs2(y,x);
    }
}
int main()
{
    cin>>n;
    for(int i=1;i<n;i++){
        int x,y;scanf("%d%d",&x,&y);
        add(x,y);add(y,x);
    }
    dfs(1,0);dfs2(1,0);
    for(int i=1;i<=n;i++)
        printf("%d ",ans[i]);
    //system("pause");
    return 0;
}

标签：head,sizes,int,dfs,fa,树形,换根,dp
来源： https://www.cnblogs.com/guanlexiangfan/p/14650528.html