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题意:给定一棵树,给$m$个公交车路线,即从$u$到$v$可直达不用换乘,给$q$次查询,问从$u -> v$最少需要多少次换乘

考虑分别求$u -> lca,v -> lca$,利用树上倍增维护$u$经过$2^{i}$次换乘最多向上走到哪里即可
然后我们利用这个树上倍增可以求得换乘次数最少的能到达的点$u’, v’$,使得再经过一次换乘就能到达$lca$,记录下当前次数
然后考虑,如果存在一条路线同时经过$u’, v’$那么答案就是$+1$,否则就是$+2$
考虑离线询问,按$dfs$序访问$v’$时,将有一个端点在$v$且另一个端点$dfs$要小一些的路径加入树状数组
开始访问$v’$的子树时区间查询$u’$的子树内的路径个数
离开$v’$的子树时再区间查询$u’$的子树内的路径个数
两者之差即是同时经过$u’, v’$的路径个数

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#include<bits/stdc++.h>
#define fi first
#define se second
using namespace std;
typedef long long LL;
typedef pair<int, int> P;
const int mod = 1e9 + 7;
const int maxn = 2e5 + 5;
vector<int> g[maxn];
int depth = 0, bn = 0, b[maxn << 1];
int f[maxn << 1], dfn[maxn], dr[maxn], ft[maxn];
int fp[maxn][20], ans[maxn], cnt[maxn];
vector<int> fq[maxn];
vector<P> sq[maxn];
void dfs(int u, int fa) {
int tmp = ++depth;
b[++bn] = tmp;
f[tmp] = u;
dfn[u] = bn;
for (auto v : g[u]) {
if (v == fa) continue;
dfs(v, u);
b[++bn] = tmp;
}
dr[u] = depth;
}
int st[maxn << 1][20];
int lg[maxn << 1];
void st_init() {
for (int i = 2; i < maxn * 2; ++i) lg[i] = lg[i >> 1] + 1;
for (int i = bn; i >= 1; --i) {
st[i][0] = b[i];
for (int j = 1; i + (1 << j) - 1 <= bn; ++j)
st[i][j] = min(st[i][j - 1], st[i + (1 << (j - 1))][j - 1]);
}
}
int rmq(int l, int r) {
int k = lg[r - l + 1];
return min(st[l][k], st[r - (1 << k) + 1][k]);
}
int lca(int a, int b) {
if(a == b) return a;
if (dfn[a] > dfn[b]) swap(a, b);
int k = rmq(dfn[a], dfn[b]);
return f[k];
}
void update(int &x, int y) {
if(y && (!x || dfn[x] > dfn[y])) x = y;
}
void dfs2(int u, int fa) {
for (auto v : g[u]) {
if (v == fa) continue;
dfs2(v, u);
if(fp[v][0] != u) update(fp[u][0], fp[v][0]);
}
}
void dfs3(int u, int fa) {
for(int i = 1; i < 20; i++) fp[u][i] = fp[fp[u][i - 1]][i - 1];
for (auto v : g[u]) {
if (v == fa) continue;
dfs3(v, u);
}
}
void add(int x) {
while(x < maxn) {
ft[x]++;
x += x & (-x);
}
}
int query(int x) {
int res = 0;
while(x > 0) {
res += ft[x];
x -= x & (-x);
}
return res;
}
int main() {
#ifdef CX_TEST
freopen("E:\\program--GG\\test_in.txt", "r", stdin);
#endif
int n, m, u, v, i, j, k;
scanf("%d", &n);
for(i = 2; i <= n; i++) {
scanf("%d", &u);
g[u].push_back(i);
}
dfs(1, 0);
st_init();
scanf("%d", &m);
for(i = 1; i <= m; i++) {
scanf("%d%d", &u, &v);
k = lca(u, v);
if(k != u) update(fp[u][0], k);
if(k != v) update(fp[v][0], k);
if(dfn[u] > dfn[v]) swap(u, v);
fq[b[dfn[v]]].push_back(b[dfn[u]]);
}
dfs2(1, 0);
dfs3(1, 0);
scanf("%d", &m);
for(i = 1; i <= m; i++) {
scanf("%d%d", &u, &v);
k = lca(u, v);
if(dfn[u] > dfn[v]) swap(u, v);
for(j = 19; j >= 0; j--) {
if(dfn[fp[u][j]] > dfn[k]) {
ans[i] += 1 << j;
u = fp[u][j];
}
if(dfn[fp[v][j]] > dfn[k]) {
ans[i] += 1 << j;
v = fp[v][j];
}
}
if(u == k) {
if(!fp[v][0]) ans[i] = -1;
else ans[i]++;
} else {
if(!fp[u][0] || !fp[v][0]) ans[i] = -1;
else {
ans[i] += 2;
sq[b[dfn[v]] - 1].push_back(P(u, -i));
sq[dr[v]].push_back(P(u, i));
}
}
}
for(i = 0; i <= n; i++) {
for(auto e : fq[i]) add(e);
for(auto e : sq[i]) {
k = query(dr[e.fi]) - query(b[dfn[e.fi]] - 1);
if(e.se < 0) cnt[-e.se] -= k;
else cnt[e.se] += k;
}
}
for(i = 1; i <= m; i++) {
if(cnt[i]) ans[i]--;
printf("%d\n", ans[i]);
}
return 0;
}