题意

给出一棵N 个节点的树,树上的每个节点都有一个权值$a_i$。

有Q 次询问,每次在树上选中两个点u, v,考虑所有在简单路径u, v 上(包括u, v)的点构成的集合S。

求$\sum_{w∈S}{a_w or dist(u,w)}$

其中dist(u,w) 为简单路径u,w 上的边数,or 是按位或。


思考

设f[i][j]表示从第i个节点开始,总共跳了$2^j$个节点得到的答案,g[i][j]表示从第i个节点开始,向下跳了$2^j$个节点得到的答案。这些状态的转移只要考虑后半部分最高位上1的贡献。

接下来对于查询u,v,我们算出其lca。对于u-lca,可以用倍增求出答案。由于倍增时每次的长度都至少会是以前的一半,那么某些二进制位上在以后一定都会是1,而且之前求出的f和它是独立的。对于lca-v的答案,可以先向上跳一些深度,再用g类似地求出答案。


代码

  1 // luogu-judger-enable-o2
  2 // luogu-judger-enable-o2
  3 // luogu-judger-enable-o2
  4 #include<bits/stdc++.h>
  5 using namespace std;
  6 typedef long long int ll;
  7 const int maxn=6E5+5;
  8 const int layer=22;
  9 int n,T;
 10 int size,head[maxn*2];
 11 int root,dep[maxn];
 12 ll val[maxn],fa[maxn][layer],cnt[maxn][layer],up[maxn][layer],down[maxn][layer];
 13 inline int read()
 14 {
 15     char ch=getchar();
 16     while(!isdigit(ch))
 17         ch=getchar();
 18     int sum=ch-'0';
 19     ch=getchar();
 20     while(isdigit(ch))
 21     {
 22         sum=sum*10+ch-'0';
 23         ch=getchar();
 24     }
 25     return sum;
 26 }
 27 void write(ll x)
 28 {
 29     if(x>=10)
 30         write(x/10);
 31     putchar('0'+x%10);
 32 }
 33 inline void writen(ll x)
 34 {
 35     write(x);
 36     putchar('\n');
 37 }
 38 struct edge
 39 {
 40     int to,next;
 41 }E[maxn*2];
 42 inline void add(int u,int v)
 43 {
 44     E[++size].to=v;
 45     E[size].next=head[u];
 46     head[u]=size;
 47 }
 48 void dfs(int u,int F,int d)
 49 {
 50     fa[u][0]=F;
 51     dep[u]=d;
 52     for(int i=1;i<layer;++i)
 53         fa[u][i]=fa[fa[u][i-1]][i-1];
 54     for(int i=0;i<layer;++i)
 55         cnt[u][i]=cnt[F][i]+((val[u]&(1<<i))>0);
 56     up[u][0]=down[u][0]=val[u];
 57     for(int i=1;i<layer;++i)
 58     {
 59         up[u][i]=up[u][i-1]+up[fa[u][i-1]][i-1]+(ll)(1<<(i-1))*((1<<(i-1))-cnt[fa[u][i-1]][i-1]+cnt[fa[u][i]][i-1]);
 60         down[u][i]=down[u][i-1]+down[fa[u][i-1]][i-1]+(ll)(1<<(i-1))*((1<<(i-1))-cnt[u][i-1]+cnt[fa[u][i-1]][i-1]);
 61     }
 62     for(int i=head[u];i;i=E[i].next)
 63     {
 64         int v=E[i].to;
 65         if(v==F)
 66             continue;
 67         dfs(v,u,d+1);
 68     }
 69 }
 70 inline int jump(int x,int d)
 71 {
 72     for(int i=0;i<layer;++i)
 73         if(d&(1<<i))
 74             x=fa[x][i];
 75     return x;
 76 }
 77 inline int lca(int x,int y)
 78 {
 79     if(dep[x]<dep[y])
 80         swap(x,y);
 81     int d=dep[x]-dep[y];
 82     x=jump(x,d);
 83     if(x==y)
 84         return x;
 85     for(int i=layer-1;i>=0;--i)
 86         if(fa[x][i]!=fa[y][i])
 87             x=fa[x][i],y=fa[y][i];
 88     return fa[x][0];
 89 }
 90 inline ll get1(int x,int to)
 91 {
 92     if(x==to)
 93         return 0;
 94     ll sum=0;
 95     for(int i=layer-1;i>=0;--i)
 96         if(dep[fa[x][i]]>=dep[to])
 97         {
 98             sum+=up[x][i];
 99             x=fa[x][i];
100             sum+=(dep[x]-dep[to]-(cnt[x][i]-cnt[to][i]))*(ll)(1<<i);
101         }
102     return sum;
103 }
104 int wait[233],c[233],tot;
105 inline ll get2(int x,int to)
106 {
107     if(x==to)
108         return val[x];
109     if(dep[x]>dep[to])
110         return 0;
111     ll sum=0;
112     tot=0;
113     int from=to;
114     int d=dep[to]-dep[x]+1;
115     for(int i=0;i<layer;++i)
116         if(d&(1<<i))
117         {
118             wait[++tot]=to;
119             c[tot]=i;
120             to=fa[to][i];
121         }
122     for(int i=tot;i>=1;--i)
123     {
124         int u=wait[i];
125         sum+=down[u][c[i]];
126         if(c[i])
127             sum+=(ll)(1<<(c[i]))*(dep[from]-dep[u]-(cnt[from][c[i]]-cnt[u][c[i]]));
128     }
129     return sum;
130 }
131 int main()
132 {
133 //    freopen("C1.in","r",stdin);
134 //    freopen("C.out","w",stdout);
135     ios::sync_with_stdio(false);
136     n=read(),T=read();
137     for(int i=1;i<=n;++i)
138         val[i]=read();
139     for(int i=2;i<=n;++i)
140     {
141         int x=read(),y=read();
142         add(x,y);
143         add(y,x);
144     }
145     root=n*2;
146     add(n+1,1);
147     for(int i=n+2;i<=root;++i)
148         add(i,i-1);
149     dfs(root,root,0);
150     while(T--)
151     {
152         int x,y,z,d;
153         x=read(),y=read();
154         z=lca(x,y);
155         d=dep[x]-dep[z];
156         int q=jump(z,d);
157 //        cout<<x<<" "<<z<<" "<<q<<endl;
158         writen(get1(x,z)+get2(q,y)-get2(q,fa[z][0]));
159     }
160     return 0;
161 }
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