NOIP模拟赛 - Travel

Source - 区模拟赛

  

Description

  EZ 同学家里非常富有,但又极其的谦虚,说话又好听,是个不可多得的人才。

  EZ 常常在假期环游世界,他准备去 N( N<=100000)个国家之多,一些国家有航线连接,由于 EZ 同学有一定的强迫症,任意两个国家之间都能通过航路直接或间接到达,并且这样的路径仅有一种。(简单来说,这些国家构成了一棵树)

  由于 EZ 是 C 国人,因此将 C 国( 1 号国家)作为整棵树的根

  每个国家有一个旅游热度 A[i]和影响力 D[i]。由于目的地有点多,为了避免选择困难症,他给每个国家设置了一个向往值 F[i], 它等于所有的 A[j]之和,满足 i 国在 j 国向 C 国走 D[j]步的路径上(经过一条航路算一步, i=j 也会被统计,如果 D[j]步超过了 C 国,则超出部分不用管)。

  LYD 同学家里有矿,富有程度与 EZ 不相上下,但他却在宅与现充间摇摆不定。某次机缘巧合, EZ 外出旅游刺激了 LYD,他决定也要开始旅游。为了避免又被判高重复率导致被取消资格,他将 EZ 的旅游地图略微做了一点调整, 每条航路将有一定的概率出现。

  现在他有 Q 个询问,每次询问某个国家所在的联通块(由于每条边是一定概率出现,因此它所在的联通块可以是很多种)中所有国家的 F[i]值的和的平方的期望(对 998244353取模), 以此来决定他旅游的目的地。但他极其厌恶繁琐的计算,于是他找到了能算出圆周率并将它倒背下来的你,答应给你丰厚的报酬。家里没矿,老爸也不是 X 达集团老总的你决定接受他的任务。

  

Input

  第一行 1 个正整数 N,表示国家数。
  接下来 N 行,第 i 行两个非负整数 A[i],D[i],表示国家 i 的旅游热度以及影响力
  接下来 N-1 行,每行三个非负整数 x,y,v, x,y 为这条航路连接的两个国家, v 为这条航路出现的概率。(注意每个在 EZ 的地图中是没有出现概率的说法的,因此每个国家的 F 值与边的出现概率无关)
  接下来一行一个正整数 Q,表示询问数
  接下来 Q 行,每行一个正整数 x,表示询问国家 x 所在的联通块中所有国家的 F[i]值的和的平方的期望(对 998244353 取模)。

  

Output

  Q 行,每行一个非负整数表示这次询问的答案。

  

Solutions

  吐槽一下。考试时候,我直接当作线性关系来合并样本空间,然后疯狂WA样例。在手算样例后,才发现似乎不满足线性关系…等我发现这个结论,并且改过样例的时候,我已经在这题上消耗2h了….这还是我第一次遇到要从期望定义出发去解决合并样本空间的问题(暴露了做题少的本质)

  

  先处理下$F_i$。对每个节点分别考虑。对于节点$i$,能够对$i$的第$D_i$个祖先到$i$的路径上产生$A_i$的贡献。因此直接树上差分后即可求得每个$F_i$,时间复杂度$O(n)$。

  接着考虑如何求期望。如果询问的总是根节点的话,那么容易将问题转换成求各个子树的期望。但询问不一定是根节点,因此对于每个节点需要分别维护子树期望以及非子树期望

  问题的关键在于合并信息。我们从定义出发,假设合并的两个样本空间分别为$A,B$,连接两个样本空间的边的概率为$P$。那么题目所求期望为

化简一下有

  $\sum_i p_i a_i^2, \, \sum_j p_j b_j^2$显然是样本空间$A,B$的$F_i$和平分的期望,而$(\sum_i p_ia_i)(\sum_j p_j b_j)$则是样本空间$A,B$的$F_i$和的期望。因此只需要维护和的期望、和平分的期望就能够处理合并。

  时间复杂度$O(n)$。

  

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