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acwing 1207.大臣的旅费

凛冬已至夏日未远 2022-01-17 阅读 69

很久以前,T王国空前繁荣。

为了更好地管理国家,王国修建了大量的快速路,用于连接首都和王国内的各大城市。

为节省经费,T国的大臣们经过思考,制定了一套优秀的修建方案,使得任何一个大城市都能从首都直接或者通过其他大城市间接到达。

同时,如果不重复经过大城市,从首都到达每个大城市的方案都是唯一的。

J是T国重要大臣,他巡查于各大城市之间,体察民情。

所以,从一个城市马不停蹄地到另一个城市成了J最常做的事情。

他有一个钱袋,用于存放往来城市间的路费。

聪明的J发现,如果不在某个城市停下来修整,在连续行进过程中,他所花的路费与他已走过的距离有关,在走第x千米到第x+1千米这一千米中(x是整数),他花费的路费是x+10这么多。也就是说走1千米花费11,走2千米要花费23。

J大臣想知道:他从某一个城市出发,中间不休息,到达另一个城市,所有可能花费的路费中最多是多少呢?

输入格式
输入的第一行包含一个整数 n,表示包括首都在内的T王国的城市数。

城市从 1 开始依次编号,1 号城市为首都。

接下来 n−1 行,描述T国的高速路(T国的高速路一定是 n−1 条)。

每行三个整数 Pi,Qi,Di,表示城市 Pi 和城市 Qi 之间有一条双向高速路,长度为 Di 千米。

输出格式
输出一个整数,表示大臣J最多花费的路费是多少。

数据范围
1≤n≤105,
1≤Pi,Qi≤n,
1≤Di≤1000
输入样例
5
1 2 2
1 3 1
2 4 5
2 5 4
输出样例:
135


由于题目说到不重复经过大城市,从首都到达每个大城市的方案都是唯一的。因此可以知道该图是一棵树,本题求的是树的直径

树的直径:树中长度最长的路径

1、任取一点x

2、找到距离x最远的点y

3、从y开始遍历,找到离y最远的点,与y最远的点的距离是树的直径

证明:y一定是树的直径的端点

假设y不是树的直径的端点,分两种情况,如图所示,其中uv是树的直径
在这里插入图片描述

  • 情况1:xy与uv有交点,由于离x最远的点是y,因此

有 1 + 3 <= 3 + 4

即 3 <= 4

则 3 + 2 <= 4 + 2

由于 3 + 2是树的直径,因此4 + 2一定是树的直径,因此y不是树的直径的端点矛盾

  • 情况2:xy与uv没有交点,由于离x最远的点是y,因此

有 1 + 2 >= 1 + 3 + 5

即 2 >= 3 + 5

即 2 > 5

则 2 + 3 > 5

则 2 + 3 + 5 > 4 + 5

由于 4 + 5是树的直径,但存在着一个长度更长的路径,因此y不是树的直径的端点矛盾

因此,y一定是树的直径的端点


方法一
dfs

#include<iostream>
#include<vector>

#define x first
#define y second 

using namespace std;

typedef pair<int, int> PII;

const int N = 100010;

struct node
{
	int id, w;
};

vector<PII> g[N];
int dist[N];
int n, p, q, d;

void dfs(int u, int father, int value)
{
	dist[u] = value;
	for(int i = 0; i < g[u].size(); i ++)
	{
		if(g[u][i].x != father)
		{
			dfs(g[u][i].x, u, value + g[u][i].y);
		} 
	}
	return;
}

void solve()
{
	//找到任意点x找到距离最远的点y 
	dfs(1, -1, 0);
	int u = 1;
	for(int i = 1; i <= n; i ++)
	{
		if(dist[i] > dist[u])
		{
			u = i;
		}
	}
	
	//找到离y最远的点的距离 
	dfs(u, -1, 0);
	for(int i = 1; i <= n; i ++)
	{
		if(dist[i] > dist[u])
		{
			u = i;
		}
	}
	int s = dist[u];
	cout << s * 10 + s * (s + 1ll) / 2 << endl;
	return;
}

int main()
{
	cin >> n;
	for(int i = 1; i < n; i ++)
	{
		cin >> p >> q >> d;
		g[p].push_back(make_pair(q, d));
		g[q].push_back(make_pair(p, d));
	}
	solve();
	return 0;
}

方法二
bfs

#include<iostream>
#include<queue>
#include<cstring>

using namespace std;

const int N = 100010;

int head[N * 2], edge[N * 2], Next[N * 2], ver[N * 2];
int vis[N], dist[N];
int n, p, q ,d;
int tot = 0;
int ans = 0;

void add(int u, int v, int w)
{
	ver[++ tot] = v, edge[tot] = w;
	Next[tot] = head[u], head[u] = tot;
	return;
}

int bfs(int u)
{
	queue<int> q;
	while(!q.empty()) q.pop();
	memset(vis, 0, sizeof vis);
	memset(dist, 0, sizeof dist);
	q.push(u);
	int x, maxx = 0;
	while(!q.empty())
	{
		x = q.front();
		q.pop();
		vis[x] = 1;
		for(int i = head[x]; i; i = Next[i])
		{
			int y = ver[i];
			if(vis[y]) continue;
			vis[y] = 1;
			dist[y] = dist[x] + edge[i];
			if(dist[y] > ans)
			{
				ans = dist[y];
				maxx = y;
			}
			q.push(y);
		}
	}
	return maxx;
}

int main()
{
	cin >> n;
	for(int i = 1; i < n; i ++)
	{
		cin >> p >> q >> d;
		add(p, q, d);
		add(q, p, d);
	}
	int u = bfs(1); //找到任意点x找到距离最远的点
	int s = bfs(u); //找到离y最远的点的距离
	cout << ans * 10 + ans * (ans + 1ll) / 2 << endl;
	return 0;
}

方法三
树形dp

#include<iostream>
#include<queue>
#include<cstring>

using namespace std;

const int N = 100010;

int head[N * 2], edge[N * 2], Next[N * 2], ver[N * 2];
int vis[N], dist[N];
int tot = 0, ans = 0;
int n, p, q, d;

void add(int u, int v, int w) {
    ver[++ tot] = v, edge[tot] = w;
    Next[tot] = head[u], head[u] = tot;
    return ; 
}

void dp(int x) {
    vis[x] = 1;
    for(int i = head[x]; i ; i = Next[i]) {
        int y = ver[i];
        if(vis[y]) continue;
        dp(y);
        ans = max(ans, dist[x] + dist[y] + edge[i]);
        dist[x] = max(dist[x], dist[y] + edge[i]);
    }
    return ;
}

int main(void) {
    cin >> n;
    for(int i = 1; i < n; i ++) {
        cin >> p >> q >> d;
        add(p, q, d);
        add(q, p, d);
    }
    ans = 0;
    dp(1);
    cout << ans * 10 + ans * (ans + 1ll ) / 2 << endl;
    return 0;
}

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