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問題 No.399 動的な領主
コンテスト
ユーザー mugen_1337
提出日時 2021-04-16 15:47:11
言語 C++17(gcc12)
(gcc 12.3.0 + boost 1.87.0)
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最終ジャッジ日時 2025-01-20 18:11:47
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ソースコード

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#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define ALL(x) begin(x),end(x)
#define rep(i,n) for(int i=0;i<(n);i++)
#define debug(v) cout<<#v<<":";for(auto x:v){cout<<x<<' ';}cout<<endl;
#define mod 998244353
using ll=long long;
const int INF=1000000000;
const ll LINF=1001002003004005006ll;
int dx[]={1,0,-1,0},dy[]={0,1,0,-1};
template<class T>bool chmax(T &a,const T &b){if(a<b){a=b;return true;}return false;}
template<class T>bool chmin(T &a,const T &b){if(b<a){a=b;return true;}return false;}

struct IOSetup{
    IOSetup(){
        cin.tie(0);
        ios::sync_with_stdio(0);
        cout<<fixed<<setprecision(12);
    }
} iosetup;
 
template<typename T>
ostream &operator<<(ostream &os,const vector<T>&v){
    for(int i=0;i<(int)v.size();i++) os<<v[i]<<(i+1==(int)v.size()?"":" ");
    return os;
}
template<typename T>
istream &operator>>(istream &is,vector<T>&v){
    for(T &x:v)is>>x;
    return is;
}


// graph template
// ref : https://ei1333.github.io/library/graph/graph-template.cpp
template<typename T=int>
struct Edge{
    int from,to;
    T w;
    int idx;
    Edge()=default;
    Edge(int from,int to,T w=1,int idx=-1):from(from),to(to),w(w),idx(idx){}
    operator int() const{return to;}
};

template<typename T=int>
struct Graph{
    vector<vector<Edge<T>>> g;
    int V,E;
    Graph()=default;
    Graph(int n):g(n),V(n),E(0){}

    size_t size(){
        return g.size();
    }
    void resize(int k){
        g.resize(k);
    }
    inline const vector<Edge<T>> &operator[](int k)const{
        return (g.at(k));
    }
    inline vector<Edge<T>> &operator[](int k){
        return (g.at(k));
    }
    void add_directed_edge(int from,int to,T cost=1){
        g[from].emplace_back(from,to,cost,E++);
    }
    void add_edge(int from,int to,T cost=1){
        g[from].emplace_back(from,to,cost,E);
        g[to].emplace_back(to,from,cost,E++);
    }
    void read(int m,int pad=-1,bool weighted=false,bool directed=false){
        for(int i=0;i<m;i++){
            int u,v;cin>>u>>v;
            u+=pad,v+=pad;
            T w=T(1);
            if(weighted) cin>>w;
            if(directed) add_directed_edge(u,v,w);
            else         add_edge(u,v,w);
        }
    }
};


/*
ref : https://ferin-tech.hatenablog.com/entry/2019/11/21/HL%E5%88%86%E8%A7%A3%E3%81%AE%E5%AE%9F%E8%A3%85
      https://ei1333.github.io/library/graph/tree/heavy-light-decomposition.cpp

HLD 
    各頂点から頂点を扱いやすいように並び替えた時の番号への写像を考える
    ! 辺属性で考えたい場合
        頂点iから親方向に伸びている辺をpos[i]にSegment木などにセットし，各メソッドをedge=trueで扱う


    member
        head[i] : iの先頭
        in[i], out[i] : i頂点以下の部分木のin, out

    method
        lca(u, v) : least common ancestor
        dist(u, v) : 距離
        get_path(u, v) : 区間のvectorを返すので各区間でクエリを処理し，mergeすればよい
        get_subtree(u) : 部分木にあたる区間を返す
        pos(u) : 並び替えをした後，頂点uがどの場所へ移るかの射影
*/
template<typename T>
struct HeavyLightDecomposition{
    Graph<T> g;
    vector<int> sz,in,out,head,rev,par;
    vector<T> dis;

    HeavyLightDecomposition(Graph<T> g,int root=0):
    g(g),sz(g.V,0),in(g.V,0),out(g.V,0),head(g.V,0),rev(g.V,0),par(g.V,0),dis(g.V,0){
        dfs1(-1,root);
        int t=0;
        dfs2(-1,root,t);
    }

    void dfs1(int pre,int cur){
        par[cur]=pre;
        sz[cur]=1;
        if(!g[cur].empty() and g[cur][0]==pre) swap(g[cur][0],g[cur].back());
        for(auto &e:g[cur])if(e!=pre){
            dfs1(cur,e);
            sz[cur]+=sz[e];
            dis[e]+=dis[cur]+e.w;
            if(sz[g[cur][0]]<sz[e]) swap(g[cur][0],e);
        }
    }
    void dfs2(int pre,int cur,int &t){
        in[cur]=t++;
        rev[in[cur]]=cur;
        for(auto &e:g[cur])if(e!=pre){
            head[e]=(g[cur][0]==e?head[cur]:e);
            dfs2(cur,e,t);
        }
        out[cur]=t;
    }
    int la(int v,int k){
        for(;;){
            int u=head[v];
            if(in[v]-k>=in[u]) return rev[in[v]-k];
            k-=in[v]-in[u]+1;
            v=par[u];
        }
    }
    int lca(int u,int v){
        for(;;v=par[head[v]]){
            // 深い方から上げていく
            if(in[u]>in[v]) swap(u,v);
            if(head[u]==head[v]) return u;
        }
    }
    T dist(int u,int v){ return dis[u]+dis[v]-dis[lca(u,v)]*2; }

    // return ranges
    vector<pair<int,int>> get_path(int u,int v,bool edge=false){
        vector<pair<int,int>> ret;
        for(;;v=par[head[v]]){
            if(in[u]>in[v]) swap(u,v);
            if(head[u]==head[v]) break;
            ret.emplace_back(in[head[v]],in[v]+1);
        }
        // 最後の区間の始点がLCA
        ret.emplace_back(in[u]+edge,in[v]+1);
        return ret;
    }
    // return one range
    pair<int,int> get_subtree(int u,bool edge=false){
        return {in[u]+edge,out[u]};
    }
    int pos(int u){
        return in[u];
    }
};

template<typename Monoid, typename OperatorMonoid=Monoid>
struct LazySegmentTree{
    using F=function<Monoid(Monoid,Monoid)>;
    using G=function<Monoid(Monoid,OperatorMonoid)>;
    using H=function<OperatorMonoid(OperatorMonoid,OperatorMonoid)>;
 
    private:
 
    int sz,height;
    vector<Monoid> data;
    vector<OperatorMonoid> lazy;
    // propagate lazy value -> data (node k)
    inline void propagate(int k){
        if(lazy[k]!=OM0){
            if(k<sz){
                lazy[2*k+0]=h(lazy[2*k+0],lazy[k]);
                lazy[2*k+1]=h(lazy[2*k+1],lazy[k]);
            }
            data[k]=g(data[k],lazy[k]);
            lazy[k]=OM0;
        }
    }
 
    void update(int a,int b,const OperatorMonoid &x,int k,int l,int r){
        propagate(k);
        if(b<=l or r<=a) return ;
        if(a<=l and r<=b){
            lazy[k]=h(lazy[k],x);
            propagate(k);
        }else{
            update(a,b,x,2*k,l,(l+r)/2);
            update(a,b,x,2*k+1,(l+r)/2,r);
            data[k]=f(data[2*k],data[2*k+1]);
        }
    }
 
    Monoid query(int a,int b,int k,int l,int r){
        if(b<=l or r<=a) return M1;
 
        propagate(k);
        if(a<=l and r<=b) return data[k];
 
        Monoid L=query(a,b,2*k+0,l,(l+r)/2);
        Monoid R=query(a,b,2*k+1,(l+r)/2,r);
        return f(L,R);
    }
 
    public:
 
    const F f;
    const G g;
    const H h;
    const Monoid M1;
    const OperatorMonoid OM0;
 
    LazySegmentTree(int n,const F f,const G g,const H h,const Monoid &M1,const OperatorMonoid OM0)
    : f(f),g(g),h(h),M1(M1),OM0(OM0) {
        sz=1;height=0;
        while(sz<n) sz<<=1,height++;
        data.assign(2*sz,M1);lazy.assign(2*sz,OM0);
    }
 
    void set(int k,const Monoid &x){
        data[k+sz]=x;
    }
    void build(){
        for(int k=sz-1;k>0;k--) data[k]=f(data[2*k+0],data[2*k+1]);
    }
    void update(int a,int b,const OperatorMonoid &x){
        update(a,b,x,1,0,sz);
    }
    Monoid query(int a,int b){
        return query(a,b,1,0,sz);
    }
    Monoid operator[](const int &k){
        return query(k,k+1);
    }
}; 
 
using M=pair<ll,ll>;
using OM=ll;
const M M1=M(0,0);
const OM OM0=0;
M segf(M a,M b){
    return M(a.first+b.first,a.second+b.second);
}
M segg(M a,OM b){
    return M(a.first+a.second*b,a.second);
}
ll segh(ll a,ll b){
    return a+b;
}


signed main(){
    int n;cin>>n;
    Graph<int> g(n);
    rep(i,n-1){
        int u,v;cin>>u>>v;u--,v--;
        g.add_edge(u,v);
    }
    HeavyLightDecomposition<int> hld(g);
    LazySegmentTree<M,OM> seg(n,segf,segg,segh,M1,OM0);
    rep(i,n) seg.set(i,{0,1});
    seg.build();

    // rep(i,n){
    //     cout<<i<<" : "<<hld.pos(i)<<endl;
    // }

    int q;cin>>q;
    ll res=0;
    while(q--){
        int u,v;cin>>u>>v;u--,v--;
        for(auto [l,r]:hld.get_path(u,v)){
            seg.update(l,r,1);
            res+=seg.query(l,r).first;
        }
    }
    cout<<res<<endl;
    return 0;
}
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