##[$Legacy$](https://codeforces.com/contest/787/problem/D) [洛谷题目传送门](https://www.luogu.com.cn/problem/CF786B) [视频讲解](https://www.bilibili.com/video/BV1Tk4y1m7VM?p=12) ### 一、题目大意 ![](https://img2022.cnblogs.com/blog/8562/202204/8562-20220426172531535-1564765395.png) ### 二、解决思路 线段树优化建图的板子题 考虑暴力建图。显然不能通过此题。$1≤n,q≤10^5,1≤w≤10^9$,数量太大! 这时候就需要用线段树优化建图了。线段树优化建图就是 **利用线段树**,**减少连边数量**,从而降低复杂度。 #### 基本思想 先建一棵线段树。假如现在我们要从 $8$ 号点向区间 $[3,7]$ 的所有点连一条权值为 $w$ 有向边。
那么怎么连边?把区间 $[3,7]$ 拆成 $[3,4]$、$[5,6]$ 和 $[7,7]$ 然后分别连边。 就这样:(如下图所示。其中黑色普通边的边权为 $0$,粉色边的边权为 $w$。)
原来我们要连 $5$ 条边,现在只需要连 $3$ 条边,也就是 $⌈log_27⌉$ 条边。 于是 $O(n)$ 的边数就优化成了 $O(logn)$。 那么 **操作三 ($op=3$)** 用和 **操作二 ($op=2$)** 类似的方法连边。从区间 $[3,7]$ 的所有点向 $8$ 号点连一条权值为 $w$ 有向边:(其实就是边反了个方向)
以上是操作二与操作三分开来考虑的情形,那么操作二与操作三相结合该怎么办呢? 考虑建两棵线段树,第一棵只连自上而下的边,第二棵只连自下而上的边。方便起见,我们把第一棵树称作“**出树**”,第二棵树称作“**入树**”。 初始时自上而下或自下而上地在每个节点与它的父亲之间连边。由于两棵线段树的叶子节点实际上是同一个点,因此要在它们互相之间连边权为 $0$ 的边。初始时是这样的:
接下来: * 对于操作一,就从入树的叶子节点向出树的叶子节点连边。 * 对于操作二,就从入树的叶子节点向出树中的对应区间连边。 * 对于操作三,就从入树中的对应区间向出树中的叶子节点连边。 举个栗子。比如现在我们要从 $8$ 号点向区间 $[3,7]$ 的所有点连一条权值为 $w$ 有向边。那么就如图所示连边:(为了让图更清楚,图中把入树和出树叶子节点之间相连的边省略了。)
### 三、代码实现 ```cpp {.line-numbers} #include using namespace std; typedef long long LL; const LL INF = 0x3f3f3f3f3f3f3f3f; const int N = 100100 << 3, M = N << 2; typedef pair PII; //最短路径 LL d[N]; //最短距离数组 bool st[N]; //邻接表 int e[M], h[N], idx, w[M], ne[M]; void add(int a, int b, int c) { e[idx] = b, ne[idx] = h[a], w[idx] = c, h[a] = idx++; } struct Node { int l, r; int ls, rs; //左儿子编号,右儿子编号 } tr[N]; int rtin, rtout, cnt; //出树根编号,入树根编号,编号计数器(从n+1开始,前面n个留给真实节点) // l:左边界, r:右边界, 返回新创建的节点编号 int build1(int l, int r) { if (l == r) { tr[l] = {l, r}; // tr[l]:叶子节点比较牛B,不用计数器生成节点号,而是真实的[1~n]。这样才能真正实现最底层的重复利用,防止重复建设 return l; } int u = ++cnt; //非叶子节点利用cnt获取节点号 tr[u] = {l, r}; //记录区间范围 int mid = (l + r) >> 1; tr[u].ls = build1(l, mid); //构建左子树 tr[u].rs = build1(mid + 1, r); //构建右子树 //父节点向左右儿子连权值为0的边 add(u, tr[u].ls, 0), add(u, tr[u].rs, 0); //返回新创建的节点编号 return u; } int build2(int l, int r) { if (l == r) { tr[l] = {l, r}; return l; } int u = ++cnt; tr[u] = {l, r}; int mid = (l + r) >> 1; tr[u].ls = build2(l, mid); tr[u].rs = build2(mid + 1, r); //左右儿子向父节点连权值为0的边 add(tr[u].ls, u, 0), add(tr[u].rs, u, 0); return u; } /** * @brief 点向区间连边 或 区间向点连边 * * @param u 线段树根节点u * @param x 需要连边的点 * @param l 区间左边界 * @param r 区间右边界 * @param w 权值 */ void add1(int u, int x, int l, int r, int w) { if (l <= tr[u].l && tr[u].r <= r) { add(x, u, w); return; } if (l <= tr[tr[u].ls].r) add1(tr[u].ls, x, l, r, w); if (r >= tr[tr[u].rs].l) add1(tr[u].rs, x, l, r, w); } void add2(int u, int x, int l, int r, int w) { if (l <= tr[u].l && tr[u].r <= r) { add(u, x, w); return; } if (l <= tr[tr[u].ls].r) add2(tr[u].ls, x, l, r, w); if (r >= tr[tr[u].rs].l) add2(tr[u].rs, x, l, r, w); } void dijkstra(int s) { memset(d, 0x3f, sizeof(d)); d[s] = 0; priority_queue, greater> q; q.push({0, s}); while (q.size()) { int u = q.top().second; q.pop(); if (st[u]) continue; st[u] = true; for (int i = h[u]; ~i; i = ne[i]) { int j = e[i]; if (d[j] > d[u] + w[i]) { d[j] = d[u] + w[i]; q.push({d[j], j}); } } } } int main() { //加快读入 ios::sync_with_stdio(false), cin.tie(0); memset(h, -1, sizeof h); int n, q, s; cin >> n >> q >> s; cnt = n; //可用的合法编号从n+1开始 rtin = build1(1, n); //构建入树 rtout = build2(1, n); //构建出树 int op, x, y, l, r, w; for (int i = 1; i <= q; i++) { cin >> op; if (op == 1) { //点x到点y有一条边权w的边 cin >> x >> y >> w; add(x, y, w); } else if (op == 2) { //点x到区间[l,r]有一条边权w的边 cin >> x >> l >> r >> w; add1(rtin, x, l, r, w); } else if (op == 3) { //区间[l,r]到点x有一条边权w的边 cin >> x >> l >> r >> w; add2(rtout, x, l, r, w); } } //最短路径 dijkstra(s); //输出最短路 for (int i = 1; i <= n; i++) printf("%lld ", d[i] == INF ? -1 : d[i]); putchar('\n'); return 0; } ```