Динамическое программирование на поддеревьях

3 задачи
Число у задачи — рейтинг сложности, слово рядом — насколько она трудна по сравнению с другими задачами такого же типа. Шкалы задач с ответом и задач с кодом между собой не сравниваются. Рядом — счётчики попыток: успешные, неуспешные.
Вы играете в игру «Бинарная Сила» и управляете персонажем, у которого есть 𝑑 = 2𝑛 навыков, пронумерованных 1 до 𝑑. Эти навыки расположены на листьях полного двоичного дерева высоты 𝑛, изначально все навыки имеют уровень 1. Пример такого дерева для 𝑛 = 3 приведен на иллюстрации ниже.



После этого вы начинаете прокачивать навыки следующим образом.
• Навыки прокачиваются посредством заполнения двоичного дерева снизу вверх.
• Для очередной вершины дерева вы должны выбрать и записать в нее один из двух навыков, записанных в
непосредственных детях этой вершины (на рисунке из детей в родителя ведут стрелки).
• Уровнем навыка считается число вершин, в которых выбран этот навык.
Пример корректного распределения навыков по дереву для 𝑛 = 3 приведен ниже.


В этом примере первый навык имеет уровень 4, седьмой – уровень 3, четвертый и пятый – уровень 2, а второй, третий, шестой и восьмой не были прокачаны ни разу, поэтому остались на уровне 1.
Кроме прокачки персонажа, в игре есть 𝑚 различных квестов, с помощью которых можно получать монетки. Квесты активируются после того, как все дерево навыков было заполнено.
Квесты бывают трех типов:
1. «𝑙𝑒𝑠𝑠 𝑥𝑖 𝑘𝑖 𝑠𝑖» – вы получите 𝑠𝑖 монет, если уровень навыка с номером 𝑥𝑖 окажется строго меньше 𝑘𝑖 .
2. «𝑒𝑥𝑎𝑐𝑡 𝑥𝑖 𝑘𝑖 𝑠𝑖» – вы получите 𝑠𝑖 монет, если уровень навыка с номером 𝑥𝑖 окажется равен 𝑘𝑖 .
3. «𝑙𝑒𝑠𝑠 𝑥𝑖 𝑘𝑖 𝑠𝑖» – вы получите 𝑠𝑖 монет, если уровень навыка с номером 𝑥𝑖 окажется строго больше 𝑘𝑖 .
Так как монеты – очень ценный ресурс в игре «Бинарная Сила», вы хотите узнать максимальное количество монет, которое возможно получить с помощью имеющихся квестов после улучшения всех навыков.

Формат входных данных
Каждый тест состоит из нескольких независимых наборов входных данных. Первая строка содержит одно целое число 𝑡 – количество наборов входных данных (1 ≤ 𝑡 ≤ 104). Далее следует описание наборов входных данных.
Каждый набор начинается со строки, содержащей два целых числа 𝑛 и 𝑚 – высоту дерева навыков и количество квестов соответственно (1 ≤ 𝑛 ≤ 15; 0 ≤ 𝑚 ≤ 50 000). Число навыков при этом равно 𝑑 = 2𝑛.
Далее следуют 𝑚 строк, 𝑖-я из которых содержит четыре целых числа 𝑡𝑖, 𝑥𝑖, 𝑘𝑖, 𝑠𝑖 – тип квеста и его описание (1 ≤ 𝑡𝑖 ≤ 3; 1 ≤ 𝑥𝑖 ≤ 𝑑; 1 ≤ 𝑘𝑖 ≤ 𝑛; 1 ≤ 𝑠𝑖 ≤ 109). Типы квестов следуют в том же порядке, в котором они перечислены в условии: 𝑡𝑖=1 соответствует квесту типа «𝑙𝑒𝑠𝑠», 𝑡𝑖 = 2 – квесту типа «𝑒𝑥𝑎𝑐𝑡» и 𝑡𝑖 = 3 – квесту типа «𝑚𝑜𝑟𝑒».
Гарантируется, что сумма 𝑑 по всем наборам входных данных не превосходит 216 и сумма 𝑚 по всем наборам входных данных не превосходит 50 000

Формат выходных данных
Для каждого набора выходных данных в отдельной строке выведите единственное число – максимальное количество монет, которые можно заработать.
 

Для празднования Нового Года Беси и её друзья сконструировали гигантское дерево со светящимися украшениями. Беси имеет возможность включать и выключать украшения удалённо. Прежде чем взойдёт солнце, она хочет переключить некоторые украшения в некотором порядке (возможно переключая украшения более одного раза), так, чтобы дерево начиналось и заканчивалось невключёнными украшениями. Беси считает, что дерево выглядит здорово, если множество включённых украшений является точным поддеревом с корнем в некоторой вершине. Она хочет, чтобы порядок, в котором она переключает украшения соответствовал свойству, что для каждого поддерева в некоторый момент времени были включены все его украшения. Дополнительно, она хочет найти минимальное количество переключений для решения этой задачи.

Формально, у Вас есть дерево с вершинами помеченными \(1\dots N\) (\(2\le N\le 2\cdot 10^5\)) с корнем в вершине \(1\). Каждая вершина изначально не активна. За одну операцию Вы можете переключить одну вершину из неактивного состояния в активное или обратно. Выведите минимально возможную длину последовательности операций, удовлетворяющей обоим нижеуказанным условиям:

  • Определим, что поддерево с корнем в вершине \(r\) состоит из всех вершин \(v\) таких, что \(r\) лежит на пути из \(1\) в \(v\) включительно. Для каждого из \(N\) поддеревьев дерева существует момент времени, когда множество активных вершин сосредоточено именно в этом поддереве.
  • Каждая вершина неактивна после выполнения всей последовательности операций.

ФОРМАТ ВВОДА (с клавиатуры / stdin):

Первая строка содержит \(N\).

Вторая строка содержит \(p_2 \dots p_N\) (\(1\le p_i<i\)), где \(p_i\) обозначает родительскую вершину вершины \(i\) в этом дереве.

ФОРМАТ ВЫВОДА (на экран / stdout):

Выведите минимально возможную длину.

У фермера Джона огромная ферма с \(N\) амбарами (\(1 \le N \le 10^5\)), некоторые из которых уже покрашены, а некоторые - нет. ФД хочет покрасить эти оставшиеся амбары так, чтобы все амбары были покрашены, но у него есть краски всего трёх цветов. При этом нельзя красить в один цвет амбары, между которыми есть дорожка.

Сколькими способами ФД может покрасить оставшиеся амбары?

ФОРМАТ ВВОДА (файл barnpainting.in):

Первая строка содержит два целых числа \(N\) и \(K\) (\(0 \le K \le N\)), соответственно, количество амбаров на ферме и количество амбаров, которые уже покрашены.

Каждая из следующих \(N-1\) строк содержит два целых числа \(x\) и \(y\) (\(1 \le x, y \le N, x \neq y\)), описывающих дорожку между амбарами \(x\) и \(y\).

Каждая из следующих \(K\) строк содержит два целых числа \(b\) и \(c\) (\(1 \le b \le N\), \(1 \le c \le 3\)), указывающих, что амбар \(b\) покрашен в цвет \(c\).

ФОРМАТ ВЫВОДА (файл barnpainting.out):

Вычислите количество корректных способов покрасить оставшиеся амбары по модулю \(10^9 + 7\), так, чтобы никакие два амбара соединённых дорожкой, не были одного цвета.

Поделиться
Класснуть