「Link-Cut Tree」学习笔记

一直以为LCT就是动态树,然而其实Link-Cut Tree就是Link-Cut Tree,用来解决动态树问题。

宏观上,LCT维护的是森林而非树。因此存在多颗LCT。每颗LCT维护这诸多的实链(链的确定通过Access操作),每条链用一颗splay维护。splay维护链的关键字是深度,因此一条链的顶端就是splay中键值最小的点

由于LCT的资料有很多,在此不详细阐述。只是谈谈理解有困惑的几个点,其中大多已经解决了:

关于虚边

这里的虚边其实不能算叫边,只能说是一个父指针。由于splay是二叉树,但有可能出现有好多虚边指向一个点的情况。因此虚边其实就是儿子认爸爸,而爸爸不认儿子

虚边的真正作用其实是连接每颗splay,换句话说,虚边其实就是每颗splay根节点的父指针,指向另一个splay中的节点。然而这个父指针并不会因为rotate而被破坏,因为这里和普通的splay不同,在rotate的过程是有可能涉及到别的splay中的点(也就是gf),在rotate时,我们一定会把原本指向gf的节点f改为x

关于$Access$操作

Access操作用来让一个节点x到当前LCT的根节点的整条路径都变为实边(并且节点x与下方的实边断开,成为最底部的点)。形象的说,由于每个点只能在一个splay中,有的实边要变为虚边。Access操作时LCT动态维护森林的根本,而之所以能够达到动态效果正是由于实链的不断变换

因此我们可以从x开始向上走,每一次将当前节点(一定是当前splay中深度最大的)splay到根,由于它是深度最大的,一定没有右儿子。因此可以把它的右儿子接上上一轮的splay(第一轮就接上空的)。注意这里的接儿子只需要改变ch的值,而不用更新fa(因为原本是虚边,儿子一定认爸爸)。如果它本身就有右儿子也不管,这样接上另一个儿子之后,原来的儿子依然认它为爸爸,然而爸爸却突然之间不认它了,因此就变成了虚边。

关于$Makeroot$操作

意义就是让节点x成为当前splay的根。因此可以先Access(x),然后splay(x)(注意splay不会改变任何关系)。此时由于x已经被Access了,因此一定是深度最大的节点。所以splay之后一定没有右儿子。此时想让x成为根,那么也就是深度最小。开始发挥splay最重要的作用——翻转。

说到关于懒标记的,splay中标记的下传可以这样操作(新学):对于要splay的节点x,先一路递归到达根节点,然后依次往下下传标记。因为splay只会一路影响它的father,update也是一个原理

问题:为什么要整个翻转,而不是只交换根的左右儿子呢?效果貌似一样?虽然实测爆0,但还是不太懂为什么……(我太弱了)

关于$Findroot$操作

找根。最简单的操作之一,先Access和splay,此时最小的便是根

关于$split$操作

提取出x到y的链。只需要makeroot(x),然后access(y)。此时就打通了x到y的路径(真的好动态哇)。为了方便查找,splay(y),这样从y一直找最小的就好了。也是灰常简单滴

关于$Link$操作

官方做法:makeroot(x),然后把x的父亲置为y

为什么?为什么?为什么?

关于$Cut$操作

依旧不难。要断x到y的直接边,那么首先要把它提取出来,然后断了就好了。如何提取?split啊!!!

但是注意如果要判断这条边是否存在有两个条件,其一很简单,$ch[y][0]==x?$。因为前面split的时候y被作为了splay的根节点,而因为它们是直接边,所以高度差不超过1.因此就是左儿子

还有一个条件是要满足$ch[x][1]==0$,因为如果x存在右儿子,这个右儿子肯定比它大比y小,这样差值就不是1了

基本上就是这样,几个没解决的问题待更……

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