• 【NOI模拟赛】最大生成树(Brouvka算法,并查集)


    要收电脑力(悲)

    题面

    给定 n n n 个平面坐标系上的点 ( x , y ) (x,y) (x,y) ,两点之间连一条边权为二者曼哈顿距离的边,求最大生成树的边权和。

    n ≤ 2 × 1 0 6   ,   ∣ x i ∣ , ∣ y i ∣ ≤ 1 0 8 n\leq 2\times10^6~,~|x_i|,|y_i|\leq 10^8 n2×106 , xi,yi108

    题解

    在思考了 Kruskal 和 Prim 无果后,我们可以想想生成树的第三种算法,那个B开头的算法。

    我们思考一个点在该点的集合外最远的点,发现只可能是集合外 x + y x+y x+y 最大的点、 x + y x+y x+y 最小的点、 x − y x-y xy 最大的点、 x − y x-y xy 最小的点这四个之一,简单讨论不难证明。

    于是以 x + y x+y x+y 最大的点为例,我们就找出 x + y x+y x+y 最大的点 a a a 和与 a a a 不在同一点集的次大的点 b b b ,那么每个点的最远点只需要在二者之一考虑。以此类推。

    另外,每次每个点向外连的点只限于 8 个(实际上第一轮 4 个,后面 O ( 1 ) O(1) O(1)),所以进行大连边的次数只有 O ( 1 ) O(1) O(1) 次,且路径压缩并查集的高度也只有 O ( 1 ) O(1) O(1) ,时间复杂度 O ( n ) O(n) O(n)

    CODE

    #include
    #include
    #include
    #include
    #include
    #include
    #include
    #include
    #include
    #pragma GCC optimize(2)
    using namespace std;
    #define MAXN 2000005
    #define LL long long
    #define ULL unsigned LL
    #define DB double
    #define lowbit(x) (-(x)&(x))
    #define ENDL putchar('\n')
    #define FI first
    #define SE second
    inline int xchar() {
    	static const int maxn = 1000000;
    	static char b[maxn];
    	static int pos = 0,len = 0;
    	if(pos == len) pos=0,len=fread(b,1,maxn,stdin);
    	if(pos == len) return -1;
    	return b[pos ++];
    }
    #define getchar() xchar()
    inline LL read() {
    	LL f=1,x=0;int s=getchar();
    	while(s<'0'||s>'9') {if(s<0)return -1;if(s=='-')f=-f;s=getchar();}
    	while(s>='0'&&s<='9') {x = (x<<3)+(x<<1)+(s^48);s=getchar();}
    	return f*x;
    }
    void putpos(LL x) {if(!x)return ;putpos(x/10);putchar((x%10)^48);}
    void putnum(LL x) {
    	if(!x) {putchar('0');return ;}
    	if(x<0) putchar('-'),x=-x;
    	return putpos(x);
    }
    void AIput(LL x,int c) {putnum(x);putchar(c);}
    
    int n,m,s,o,k;
    int x[MAXN],y[MAXN];
    inline int mhd(int a,int b) {
    	int n1 = x[a]-x[b],n2 = y[a]-y[b];
    	return (n1<0 ? -n1:n1) + (n2<0 ? -n2:n2);
    }
    int fa[MAXN],fr[MAXN],ds[MAXN];
    int findf(int x) {return x==fa[x] ? x:(fa[x]=findf(fa[x]));}
    void unionSet(int a,int b) {fa[findf(a)] = findf(b);}
    int ar[15];
    int main() {
    	freopen("tree.in","r",stdin);
    	freopen("tree.out","w",stdout);
    	n = read();
    	for(int i = 1;i <= n;i ++) {
    		x[i] = read();y[i] = read();
    		fa[i] = i;
    	}
    	int cnt = n;
    	LL ans = 0;
    	while(cnt > 1) {
    		m = 0;
    		for(int i = 1;i <= n;i ++) fr[i] = 0,ds[i] = -1;
    		int p = 0,p2 = 0;
    		for(int i = 1;i <= n;i ++) {
    			if(!p || x[p]+y[p] < x[i]+y[i]) p = i;
    		}
    		for(int i = 1;i <= n;i ++) {
    			if(findf(i) != findf(p) && (!p2 || x[p2]+y[p2] < x[i]+y[i])) p2 = i;
    		}
    		ar[++ m] = p; ar[++ m] = p2;
    		p = 0,p2 = 0;
    		for(int i = 1;i <= n;i ++) {
    			if(!p || x[p]+y[p] > x[i]+y[i]) p = i;
    		}
    		for(int i = 1;i <= n;i ++) {
    			if(findf(i) != findf(p) && (!p2 || x[p2]+y[p2] > x[i]+y[i])) p2 = i;
    		}
    		ar[++ m] = p; ar[++ m] = p2;
    
    		p = 0,p2 = 0;
    		for(int i = 1;i <= n;i ++) {
    			if(!p || x[p]-y[p] < x[i]-y[i]) p = i;
    		}
    		for(int i = 1;i <= n;i ++) {
    			if(findf(i) != findf(p) && (!p2 || x[p2]-y[p2] < x[i]-y[i])) p2 = i;
    		}
    		ar[++ m] = p; ar[++ m] = p2;
    		p = 0,p2 = 0;
    		for(int i = 1;i <= n;i ++) {
    			if(!p || x[p]-y[p] > x[i]-y[i]) p = i;
    		}
    		for(int i = 1;i <= n;i ++) {
    			if(findf(i) != findf(p) && (!p2 || x[p2]-y[p2] > x[i]-y[i])) p2 = i;
    		}
    		ar[++ m] = p; ar[++ m] = p2;
    		for(int i = 1;i <= n;i ++) {
    			int t = findf(i);
    			for(int j = 1;j <= m;j ++) {
    				if(findf(ar[j]) != t) {
    					int di = mhd(ar[j],i);
    					if(di > ds[t]) fr[t] = ar[j],ds[t] = di;
    				}
    			}
    		}
    		for(int i = 1;i <= n;i ++) {
    			int t = findf(i);
    			if(fr[t] && findf(fr[t]) != t) {
    				ans += ds[t];
    				unionSet(t,fr[t]);
    			}
    		}
    		cnt = 0;
    		for(int i = 1;i <= n;i ++) if(findf(i) == i) cnt ++;
    	}
    	AIput(ans,'\n');
    	return 0;
    }
    
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