Деревья

35 задачвместе с подтемами
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.

У Фермера Джона есть N пастбищ (2 <= N <= 100,000), соединенных N-1 двунаправленными дорогами так, что ровно один путь существует между любыми двумя пастбищами.
Бесси, любимая корова ФД пожаловалась, что на дорогах нет травы, и ФД решил посадить траву на дорогах.
Он делает это, используя процедуру, которая состоит из M шагов. (1 <= M <=100,000).
На каждом шаге происходит одна из двух вещей:
- ФД выбирает два пастбища и высаживает траву на каждой дороге пути между ними - Бесси спрашивает, сколько дорог засажено травой на конкретном пути, и ФД должен ей ответить.
Помогите ФД отвечать на вопросы.
PROBLEM NAME: grassplant
Формат входных данных
* Строка 1: Два разделенных пробелом целых числа N и M
* Строки 2..N: Два разделенных пробелом целых числа, описывающих конечные точки дороги.
* Строки N+1..N+M: Строка i+1 описывает шаг i. Первый символ этой строки либо P либо Q, которые описывают ФД садит траву или отвечает на вопрос. Затем следуют два разделенных пробелом целых числа Ai Bi (1 <= Ai, Bi <= N), которые описывают путь (для действия или вопроса)
Формат выходных данных
* Строки 1..???: Каждая строка содержит ответ на вопрос, в порядке поступления вопросов
Выведите все пути от корня до каждого листа дерева.

Формат входных данных
JSON с деревом решений.

Формат выходных данных
Каждый путь на отдельной строке: id узлов через пробел от корня до листа. Пути отсортированы по id конечного листа (по возрастанию).

 
Дано дерево решений и id целевого узла. Найдите путь от корня (id=0) до этого узла.

Формат входных данных
Первая строка: JSON с деревом. Вторая строка: целевой id узла.

Формат выходных данных
ID узлов от корня до целевого, через пробел.

Найдите максимальную глубину дерева решений. Глубина корня равна 0.

Формат входных данных
JSON с деревом решений.
 

Формат выходных данных
Одно целое число — глубина дерева.

Канеки смотрит на неориентированный граф на плоскости из \(n\) вершин и \(m\) ребер. В этом графе ему интересно найти самого большого дракона.

Назовем сегментом дракона три ребра графа \(AL\), \(AB\) и \(AR\), имеющие общую вершину \(A\), и обладающие следующими свойствами:

  • \(0 < \measuredangle (BAL) < 45^\circ\) и направление поворота от \(\overrightarrow{AB}\) к \(\overrightarrow{AL}\) — по часовой стрелке;

  • \(0 < \measuredangle (BAR) < 45^\circ\) и направление поворота от \(\overrightarrow{AB}\) к \(\overrightarrow{AR}\) — против часовой стрелки;

  • \(|AB| \geqslant |AL|\) и \(|AB| \geqslant |AR|\), то есть \(AB\) — максимальное по длине из трех ребер.

При выполнении всех указанных условий вершины \(A\) и \(B\) называются началом и концом сегмента, а ребра \(AL\), \(AB\) и \(AR\) — левой лапой, основанием и правой лапой сегмента, соответственно.

Определим дракона как последовательность сегментов, в которой

  • начало первого сегмента \(A_1\), также называемое головой дракона, находится в вершине \(S\);

  • \(A_{i} = B_{i-1}\) для всех \(i > 1\), то есть начало каждого следующего сегмента совпадает с концом предыдущего;

  • \(\left|\measuredangle \left(\overrightarrow{A_{i-1} B_{i-1}}, \overrightarrow{A_i B_i}\right)\right| < 45^\circ\), то есть угол между векторами оснований соседних сегментов строго меньше \(45^\circ\);

  • \(\left|\measuredangle \left(\overrightarrow{A_1 A_i}, \overrightarrow{A_i B_i}\right)\right| < 45^\circ\), то есть угол между вектором от головы дракона \(A_1\) до начала сегмента и основанием сегмента строго меньше \(45^\circ\).

Обратите внимание, что здесь углы взяты по модулю, то есть каждый следующий сегмент может быть повернут относительно предыдущего на менее чем \(45^\circ\) как по, так и против часовой стрелки.

Мощностью дракона будем считать сумму квадратов длин оснований его сегментов, то есть \(\sum |A_i B_i|^2\). В заданном графе помогите Канеки найти дракона максимальной мощности с головой в вершине \(S\).

Формат входных данных
В первой строке входных данных даны три числа \(n, m, S\) (\(2 \leqslant n \leqslant 2\cdot 10^5\); \(1 \leqslant m \leqslant 4\cdot 10^5\); \(1 \leqslant S \leqslant n\)) — количество вершин и ребер в заданном графе и номер вершины, являющейся головой дракона.

В следующих \(n\) строках дано описание вершин графа. Каждая строка содержит два целых числа \(x_i\) и \(y_i\) — координаты \(i\)-й вершины (\(0 \leqslant x_i, y_i \leqslant 10^9\)). Гарантируется, что все вершины графа различны, то есть не существует двух вершин, обе координаты которых совпадают.

Далее следует пустая строка.

В следующих \(m\) строках дано описание ребер графа. Каждая строка содержит два целых числа \(u_i\) и \(v_i\) — номера вершин, соединенных \(i\)-м ребром (\(1 \leqslant u_i, v_i \leqslant n\); \(u_i \neq v_i\)). Гарантируется, что граф не содержит кратных ребер.

Формат выходных данных
В первой строке выходных данных выведите два числа \(k\) и \(ans\) — количество сегментов в драконе, имеющем максимальную мощность, и само значение его мощности.

В следующих \(k\) строках выведите описание сегментов в том порядке, в котором они образуют дракона. В качестве описания сегмента \(i\) выведите номера вершин \(L_i\), \(B_i\) и \(R_i\).

Будем считать, что дракон может состоять только из вершины \(S\). В таком случае количество сегментов и его мощность следует считать нулями.


Замечание
Графы, данные в первом, втором и третьем тесте условий, выглядят следующим образом.

image

  • В первом тесте в качестве максимального дракона можно взять весь граф целиком;

  • Во втором тесте ни одна тройка ребер не может быть взята в сегмент, так как не выполняется одно из обязательных условий;

  • В третьем тесте максимальный дракон состоит из двух сегментов с основаниями \(9 \to 5\) и \(5 \to 1\) с лапами \((9 \to 8, 9 \to 7)\) и \((5 \to 3, 5 \to 2\)).

Дано бесконечное бинарное дерево. У дерева есть корень и бесконечное число вершин, у каждой вершины есть левый и правый сын, у всех вершин кроме корня есть отец.

Каждая вершина может быть покрашена в один из \(c\) цветов или быть бесцветной. Изначально все вершины бесцветные.

Вам необходимо обрабатывать два типа запросов:

  1. color(\(u\), \(x\)) Дана вершина \(u\), покрасить вершину \(u\) в цвет \(x\), а затем вызвать color(\(L\), \((x + 1) \bmod c\)) для ее левого сына \(L\) и color(\(R\), \((x - 1 + c) \bmod c\)) для её правого сына \(R\). Заметим, что эта операция перекрашивает все (бесконечное) множество вершин в поддереве вершины \(u\). Здесь \(\bmod\) — операция взятия числа по модулю. Если вершина уже была покрашена, то её цвет меняется на новый.

  2. Дана вершина, вывести её текущий цвет.

Формат входных данных
В первой строке вводятся два числа \(q\), \(c\) — количество запросов и цветов, соответственно (\(1 \leq q \leq 5 \cdot 10^5\), \(1 \leq c \leq 10^9\)). Затем следует \(q\) запросов, каждый из которых начинается с целого числа \(t_i\) — типа \(i\)-го запроса.

Если \(t_i\) = 1, то далее в строке даётся целое число \(x\) (\(0 \leq x \leq c - 1\)) цвет, в который надо покрасить вершину запроса \(u\). В следующей строке описан путь до вершины \(u\) в виде непустой строки \(s_i\), состоящей из символов <<L>> и <<R>>. Данная строка задаёт путь от корня дерева до вершины \(u\), где <<L>> обозначает переход к левому сыну, а <<R>> "— к правому.

Если \(t_i\) = 2, то в следующей строке задаётся путь до вершины, цвет которой необходимо вывести, заданный аналогично предыдущему запросу.

Гарантируется, что сумма длин путей до всех вершин запросов не превосходит \(5 \cdot 10^5\).

Формат выходных данных
Для каждого запроса второго типа в новой строке необходимо вывести ответ на него. Если вершина бесцветная, необходимо вывести число \(-1\).

Подземный бункер состоит из \(n\) комнат, соединённых \(n - 1\) коридорами. Каждый коридор соединяет две различные комнаты и имеет определённую длину. Бункер устроен таким образом, что из любой комнаты \(i\) можно дойти в любую другую комнату \(j\). Заметим, что существует единственный такой путь, не проходящий по одному и тому же коридору дважды. Сумма длин коридоров, составляющих этот путь, называется расстоянием между комнатами \(i\) и \(j\) и обозначается \(\rho(i, j)\).

Каждая комната бункера оборудована звуковой сигнализацией, состоящей из сирены и датчика звука, который её включает. Сирена, включённая в комнате \(i\), активирует датчик звука в каждой комнате, расстояние до которой не превосходит расстояние \(d_i\), определяемое мощностью этой сирены. Другими словами, включение сирены в комнате \(i\) автоматически включает сирену во всех комнатах \(j\), таких что \(\rho(i, j) \leq d_i\). Эта сирена, в свою очередь, может вызвать автоматическое включение других сирен и так далее.

В случае возникновения чрезвычайной ситуации некоторые сирены необходимо включить вручную, после чего звук от них автоматически включит сирены в других комнатах. Правила безопасности предписывают выбор такого набора сирен для ручного включения, который в конце концов приведёт к автоматическому включению сирен во всех комнатах.

Требуется написать программу, которая определяет минимальное количество сирен в наборе, удовлетворяющем правилам безопасности.

Входные данные

Первая строка входных данных содержит единственное число \(n\) — количество комнат.

Вторая строка содержит последовательность из \(n\) целых чисел \(d_i\), \(i\)-е из них равно максимальному расстоянию, на котором расположенная в комнате \(i\) сирена активирует датчики (\(0 \leq d_i \leq 10^9\)).

Последующие \(n - 1\) строк описывают коридоры бункера. В \(i\)-й из них находятся три целых числа: \(u_i\), \(v_i\), \(l_i\), где \(u_i\), \(v_i\) — номера различных комнат, соединённых коридором \(i\), а \(l_i\) — длина этого коридора (\(1 \leq u_i, v_i \leq n\); \(1 \leq l_i \leq 10^9\)).

Выходные данные
Выходные данные должны состоять из единственного числа — минимального количества сирен, которые необходимо включить вручную.

Замечание
В тесте из примера сирена в комнате 4 включает сирену в комнате 5, которая, в свою очередь, включает сирены в комнатах 6 и 7. Сирена в комнате 2 включает сирену в комнате 3. Сирена в комнате 8 включает сирены в комнатах 1, 9 и 10.

Одна сказочная страна располагалась в дельте далекой реки ( far away river ).

В стране было n островов и на каждом острове находился город. Города были соединены дорогами. Причем существовал в точности один путь от каждого города до любого другого, возможно проходящий через другие города. К сожалению мосты в этой стране были неизвестны, поэтому для пересечения реки использовались понтоны, поэтому путешествия были некомфортными, т.к. приходилось ездить только на лошадях. Когда было открыто мостостроительство король решил вместо нескольких понтонов построить мосты, по которым могли бы ездить даже кареты. В силу бедности страны только k мостов могут быть построены.

Вам необходимо выбрать какие k понтонов надо заменить на мосты так, чтобы суммарное время путешествия между всеми парами городов оказалось минимальным. Вы можете считать, что по обычным дорогам можно ехать только на лошади, а по дороге с мостом — только в карете, запряженной и несколькими лошадьми.

Входные данные
Первая строка входных данных содержит 4 числа n, k, sh и sc — число городов, число мостов, которым можно построить, скорость лошади и скорость экипажа в метрах в секунду (1 ≤ k < n≤ 10 000, 1 ≤sh; sc·≤ 100 000). Каждая из следующих n – 1 строк содержит три целых числа bi, ei — номера соединяемых городов и длину дороги в метрах li (1 ≤ li ≤ 106). Города пронумерованы от 1 до n, дороги пронумерованы от 1 до n – 1.

Выходные данные
k чисел — номера мостов, которые должны быть построены. Если существует несколько оптимальных планов строительства мостов, то выведите любой из них.

В этой задаче Вам вновь придется помочь Берляндии. Эта страна состоит из n городов, некоторые пары из которых соединены двусторонними дорогами, каждая дорога характеризуется своей длиной. Все города пронумерованы числами от 1 до n, столица имеет номер 1. Время от време ни Президент объезжает страну, посещая города страны. Целью каждой поездки является один из городов, к которому он едет из столицы вдоль дорог одним из кратчайших путей.

В далекие времена (когда задачи на алгоритм Дейкстры вызывали сложность) специальное ведомство составила такой набор дорог T, вдоль которого можно было проехать из столицы в любой город, причем единственным образом. Разумеется, путь по дорогам из набора T из столицы в каждый город являлся кратчайшим. Особо умные жители страны попросту называли этот набор дорог "деревом кратчайших путей". Известно, что Президент пользовался дорогами из T во время своих поездок. За прошедшие годы этот набор перестал быть секретным, и, поэтому, стал объектом повышенного внимания берляндских экстремистов. У специального ведомства новое задание. Для каждого города кроме столицы необходимо вычислить кратчайшее расстояние до него, при условии, что та дорога по которой Президент должен был закончить свой путь в этот город является атакованной и проезжать по ней нельзя.

Входные данные
В первой строке входного файла записана пара целых чисел n и m (2 ≤ n≤ 4000; n−1 ≤ m ≤100000), где n — количество городов в стране, а m— количество дорог в этой стране. Далее в m строках содержатся описания дорог, по одной дороге в строке. Каждая дорога задается четверкой целых чисел aj, bj, lj, tj , где aj, bj это номера городов, соединяемых дорогой (1 ≤ aj,bj ≤ n; aj≠bj), lj — ее длина (1 ≤ lj≤ 105), а tj равно 1 если дорога принадлежит дереву кратчайших путей и 0 в противном случае.

Гарантируется, что набор T удовлетворяет описанным выше свойствам. Между парой городов может быть более одной дороги. Все дороги двусторонние.

Выходные данные
Выведите n−1 число в строку через пробелы. i-ое число должно быть равно либо длине кратчайшго пути из столицы в город i+1, при условии, что по той дороге из T, которой Президент заканчивал свой путь в этот город, передвигаться нельзя, либо -1, если добраться до города i+1 вообще невозможно.

Дано бесконечное бинарное дерево. У дерева есть корень и бесконечное число вершин, у каждой вершины есть левый и правый сын, у всех вершин кроме корня есть отец.

Каждая вершина может быть покрашена в один из \(c\) цветов или быть бесцветной. Изначально все вершины бесцветные.

Вам необходимо обрабатывать два типа запросов:

  1. color(\(u\), \(x\)) Дана вершина \(u\), покрасить вершину \(u\) в цвет \(x\), а затем вызвать color(\(L\), \((x + 1) \bmod c\)) для ее левого сына \(L\) и color(\(R\), \((x - 1 + c) \bmod c\)) для её правого сына \(R\). Заметим, что эта операция перекрашивает все (бесконечное) множество вершин в поддереве вершины \(u\). Здесь \(\bmod\) — операция взятия числа по модулю. Если вершина уже была покрашена, то её цвет меняется на новый.

  2. Дана вершина, вывести её текущий цвет.

Формат входных данных
В первой строке вводятся два числа \(q\), \(c\) — количество запросов и цветов, соответственно (\(1 \leq q \leq 5 \cdot 10^5\), \(1 \leq c \leq 10^9\)). Затем следует \(q\) запросов, каждый из которых начинается с целого числа \(t_i\) — типа \(i\)-го запроса.

Если \(t_i\) = 1, то далее в строке даётся целое число \(x\) (\(0 \leq x \leq c - 1\)) цвет, в который надо покрасить вершину запроса \(u\). В следующей строке описан путь до вершины \(u\) в виде непустой строки \(s_i\), состоящей из символов <<L>> и <<R>>. Данная строка задаёт путь от корня дерева до вершины \(u\), где <<L>> обозначает переход к левому сыну, а <<R>> "— к правому.

Если \(t_i\) = 2, то в следующей строке задаётся путь до вершины, цвет которой необходимо вывести, заданный аналогично предыдущему запросу.

Гарантируется, что сумма длин путей до всех вершин запросов не превосходит \(5 \cdot 10^5\).

Формат входных данных
Для каждого запроса второго типа в новой строке необходимо вывести ответ на него. Если вершина бесцветная, необходимо вывести число \(-1\).

Компания Giggle открывает свой новый офис в Судиславле, и вы приглашены на собеседование. Ваша задача — решить поставленную задачу.

Вам нужно создать структуру данных, которая представляет из себя массив целых чисел. Изначально массив пуст. Вам нужно поддерживать две операции:

  • запрос: «? i j» — возвращает минимальный элемент между i-ым и j-м, включительно;
  • изменение: «+ i x» — добавить элемент x после i-го элемента списка. Если i=0, то элемент добавляется в начало массива.

Конечно, эта структура должна быть достаточно хорошей.


Входные данные

Первая строка входного файла содержит единственное целое число n — число операций над массивом (1<=n<=200000). Следующие n строк описывают сами операции. Все операции добавления являются корректными. Все числа, хранящиеся в массиве, по модулю не превосходят 109.


Выходные данные

Для каждой операции в отдельной строке выведите её результат.


Комментарий к примеру тестов

Нижеследующая таблица показывает процесс изменения массива из примера.
Операция Массив после её выполнения
изначально пуст
+ 0 5 5
+ 1 3 5, 3
+ 1 4 5, 4, 3
+ 0 2 2, 5, 4, 3
+ 4 1 2, 5, 4, 3, 1

 

Примеры
Входные данные Выходные данные
1
8
+ 0 5
+ 1 3
+ 1 4
? 1 2
+ 0 2
? 2 4
+ 4 1
? 3 5
4
3
1

Дан массив. Надо научиться обрабатывать два типа запросов.

* 1 L R - перевернуть отрезок [L,R]

* 2 L R - найти минимум на отрезке [L,R]


Входные данные

Первая строка файла содержит два числа nm. (1<=n,m<=105) Во второй строке находится n чисел ni (1<=ai<=109) - исходный массив. Остальные m строк содержат запросы, в формате описанном в условии. Для чисел LR выполняется ограничение (1<=L<=R<=n).


Выходные данные

На каждый запрос типа 2, во входной файл выведите ответ на него, в отдельной строке.

 
Примеры
Входные данные Выходные данные
1
10 7
5 3 2 3 12 6 7 5 10 12
2 4 9
1 4 6
2 1 8
1 1 8
1 8 9
2 1 7
2 3 6
3
2
2
2

Напишите программу, которая будет реализовывать действия в бинарном дереве поиска «вставить», «удалить» и «найти» (по значению). Программа должна обрабатывать запросы четырёх видов:

ADD n — если указанного числа еще нет в дереве, вставлять его и выводить слово «DONE», если уже есть — оставлять дерево как было и выводить слово «ALREADY».

DELETE n — если указанное число есть в дереве, удалять его и выводить слово «DONE», если нет — оставлять дерево как было и выводить слово «CANNOT». При удалении элемента, имеющего два сына, обязательно обменивать значение с максимальным элементом левого поддерева.

SEARCH — следует выводить слово «YES» (если значение найдено в дереве) или слово «NO» (если не найдено). Дерево при этом не меняется.

PRINTTREE — выводить все дерево, обязательно используя алгоритм, указанный в формате вывода результатов.

 

Входные данные

В каждой строке входных данных записан один из запросов ADD n или DELETE n или SEARCH n или PRINTTREE. Гарантируется, что запросы PRINTTREE будут вызываться только в моменты, когда дерево не пустое. Общее количество запросов не превышает 1000, из них не более 20 запросов PRINTTREE.

 

Выходные данные

Для каждого запроса выводите ответ на него. Для запросов ADD, DELETE и SEARCH — соответствующее слово в отдельной строке. На запрос PRINTTREE надо выводить дерево, обязательно согласно такому алгоритму:

template void print_tree(Node *p, int level)

{

  if(p==NULL)

    return;

  print_tree(p->left, level+1);

  for(int i=0; i < level; i++)

    cout << ".";

  cout <<  p->data << endl;

  print_tree(p->right, level+1);

}

(Изначальный вызов этой функции — print_tree(root,0).)

 
Примеры
Входные данные Выходные данные
1
ADD 2
ADD 7
ADD 5
PRINTTREE
ADD 5
DELETE 3
ADD 0
PRINTTREE
DELETE 7
PRINTTREE
DONE
DONE
DONE
2
..5
.7
ALREADY
CANNOT
DONE
.0
2
..5
.7
DONE
.0
2
.5
 

Напишите программу, которая будет реализовывать действия в бинарном дереве поиска «вставить» и «найти» (по значению). Программа должна обрабатывать запросы трёх видов:

ADD n — если указанного числа еще нет в дереве, вставлять его и выводить слово «DONE», если уже есть — оставлять дерево как было и выводить слово «ALREADY».

SEARCH — следует выводить слово «YES» (если значение найдено в дереве) или слово «NO» (если не найдено). Дерево при этом не меняется.

PRINTTREE — выводить все дерево, обязательно используя алгоритм, указанный в формате вывода результатов.

 

Входные данные

В каждой строке входных данных записан один из запросов ADD n или SEARCH n или PRINTTREE. Гарантируется, что запросы PRINTTREE будут вызываться только в моменты, когда дерево не пустое. Общее количество запросов не превышает 1000, из них не более 20 запросов PRINTTREE.

 

Выходные данные

Для каждого запроса выводите ответ на него. Для запросов ADD и SEARCH — соответствующее слово в отдельной строке. На запрос PRINTTREE надо выводить дерево, обязательно согласно такому алгоритму:
 

template void print_tree(Node *p, int level)

{

  if(p==NULL)

    return;

  print_tree(p->left, level+1);

  for(int i=0; i < level; i++)

    cout << ".";

  cout <<  p->data << endl;

  print_tree(p->right, level+1);

}

(Изначальный вызов этой функции — print_tree(root,0).)

 
Примеры
Входные данные Выходные данные
1
ADD 2
ADD 3
ADD 2
SEARCH 2
ADD 5
PRINTTREE
SEARCH 7
DONE
DONE
ALREADY
YES
DONE
2
.3
..5
NO
Гномы продолжают искать золото предков в недрах Одинокой горы. Недра Одинокой горы представляют собой n пещер, некоторые из которых соединены двусторонними переходами. При этом из каждой пещеры в любую другую можно попасть по переходам, причем это можно сделать единственным способом.

Гномы разделились на два отряда, которые начали свои поиски с пещер u0 и v0, соответственно. Гномы каждого из отрядов перемещаются вместе. На обследование пещеры у отряда гномов уходит ровно одна минута, после чего каждый отряд быстро перемещается по переходу в одну из соседних пещер. При этом гномы никогда не заходят в пещеру, если они или другой отряд в ней уже побывали. Оба отряда никогда не заходят в одну и ту же пещеру. Если хотя бы один из отрядов гномов не может переместиться в соответствии с этими правилами, оба отряда сразу прекращают поиски сокровищ.

Чтобы как можно лучше обследовать недра Одинокой горы, гномы хотят, чтобы поиски продолжались как можно дольше. По заданной карте пещер в Одинокой горе и начальному положению отрядов гномов определите, какое максимальное время могут продолжаться поиски сокровищ.

Формат входных данных
В первой строке число n (2 ≤ n ≤ 200 000) — число пещер в Одинокой горе. В следующих n−1 строках заданы переходы между пещерами. В каждой строке записаны номера двух пещер v и u, соединенных переходом (1 ≤ v, u ≤ n). В следующей строке заданы номера пещер v0 и u0, в которых исходно находятся два отряда гномов (1 ≤ v0, u0 ≤ n, v0 != u0).

Формат выходных данных
Выведите максимальное число минут, которое могут продолжаться поиски сокровищ.
 
Ввод Вывод Пояснение
6
1 2
2 3
3 4
4 5
5 6
4 5
2
8
1 2
2 3
3 4
2 5
5 6
3 7
7 8
1 8
4
Поделиться
Класснуть