yukicoder : No.3272 Separate Contractions

解法は思いついても、細かいところが辛い。
https://yukicoder.me/problems/no/3272

問題

木を成すグラフが与えられる。
各辺を1つ縮約した場合のグラフで、各点から最遠点までの距離の総和を求めよ。

解法

初期状態で各点から最遠点までの距離の総和を求めておき、縮約による差分を求めよう。
木の直径を求め、その中心Rを根とした根付き木を考える。(以下は直径が偶数の場合を考えるが、奇数の場合も似た感じで行ける)

この時、各点から最遠点までに至るにはRを通らなければならない。
よって、今点v-P(v)間の辺を縮約する場合、vの部分木内の点は最遠点までの距離が1縮まる。
また、縮約前の状態で、vの部分木外の点から最遠点に到達する場合、vの部分木内の点を最遠点としないといけない場合は、それらの最遠点までの距離が1縮まる。

int N;
vector<int> E[202020];
int CR;
pair<int,int> farthest(int cur,int pre,int d,vector<int>& D) {
	D[cur]=d;
	pair<int,int> r={d,cur};
	FORR(e,E[cur]) if(e!=pre) r=max(r, farthest(e,cur,d+1,D));
	return r;
}

pair<int,vector<int>> diameter() { // diameter,center
	vector<int> D[2];
	D[0].resize(N);
	D[1].resize(N);
	auto v1=farthest(0,0,0,D[0]);
	auto v2=farthest(v1.second,v1.second,0,D[0]);
	v1=farthest(v2.second,v2.second,0,D[1]);
	pair<int,vector<int>> R;
	R.first = v2.first;
	//重心を取る場合
	for(int i=N-1;i>=0;i--) if(D[0][i]+D[1][i]==R.first && abs(D[0][i]-D[1][i])<=1) R.second.push_back(i);

	return R;
}

int D[200005],side[202020],G[202020];;
int L[202020],R[202020],re[202020];
ll ret[202020];
int id;

void dfs(int cur,int p,int s,int d,int g) {
	side[cur]=s;
	G[cur]=g;
	L[cur]=id++;
	D[cur]=d;
	FORR(e,E[cur]) if(e!=p) dfs(e,cur,s,d+1,g);
	R[cur]=id;
}

int U[202020],V[202020];
map<pair<int,int>,int> M;
int cnt[202020];

void solve() {
	int i,j,k,l,r,x,y; string s;
	
	cin>>N;
	FOR(i,N-1) {
		cin>>U[i]>>V[i];
		U[i]--,V[i]--;
		M[{U[i],V[i]}]=M[{V[i],U[i]}]=i;
		E[U[i]].push_back(V[i]);
		E[V[i]].push_back(U[i]);
	}
	auto p=diameter();
	CR=p.first/2;
	int C1=p.second[0];
	int C2=p.second.back();
	ll sum=0;
	if(C1==C2) {
		L[C1]=id++;
		FORR(e,E[C1]) dfs(e,C1,0,1,e);
		R[C1]=id;
		FOR(i,N) sum+=D[i]+CR;
	}
	else {
		L[C1]=id++;
		FORR(e,E[C1]) if(e!=C2) dfs(e,C1,0,1,e);
		R[C1]=id;
		L[C2]=id++;
		FORR(e,E[C2]) if(e!=C1) dfs(e,C2,1,1,e);
		R[C2]=id;
		FOR(i,N) {
			sum+=1+CR+D[i];
		}
		ret[M[{C1,C2}]]=sum-N-CR;
	}
	FOR(i,N) if(D[i]==CR) cnt[L[i]+1]++;
	FOR(i,N) cnt[i+1]+=cnt[i];
	vector<int> C[2];
	FOR(i,N) if(D[i]==1&&cnt[R[i]]-cnt[L[i]]) C[side[i]].push_back(i);
	
	if(C1==C2) {
		FOR(i,N-1) {
			x=U[i],y=V[i];
			if(D[x]>D[y]) swap(x,y);
			ret[i]=sum;
			ret[i]-=R[y]-L[y];
			ret[i]-=D[y]+CR-1;
			k=G[y];
			if(cnt[R[y]]-cnt[L[y]]&&cnt[R[k]]-cnt[L[k]]==cnt[R[y]]-cnt[L[y]]&&C[0].size()==2) {
				ret[i]-=(R[C[0][C[0][0]==k]]-L[C[0][C[0][0]==k]]);
			}
		}
	}
	else {
		FOR(i,N-1) if(M[{C1,C2}]!=i) {
			x=U[i],y=V[i];
			if(D[x]>D[y]) swap(x,y);
			ret[i]=sum;
			ret[i]-=R[y]-L[y];
			ret[i]-=D[y]+CR;
			k=G[y];
			if(side[y]==0&&cnt[R[C1]]-cnt[L[C1]]==cnt[R[y]]-cnt[L[y]]) ret[i]-=(R[C2]-L[C2]);
			if(side[y]==1&&cnt[R[C2]]-cnt[L[C2]]==cnt[R[y]]-cnt[L[y]]) ret[i]-=(R[C1]-L[C1]);
		}
	}
	
	
	FOR(i,N-1) cout<<ret[i]<<endl;
	
}

解法

ちょくちょくバグを作りこんで対応するのに手間どった。