Description
小A想做一棵很大的树，但是他手上的材料有限，只好用点小技巧了。开始，小A只有一棵结点数为N的树，结
点的编号为1,2,…,N，其中结点1为根；我们称这颗树为模板树。小A决定通过这棵模板树来构建一颗大树。构建过
程如下：（1）将模板树复制为初始的大树。（2）以下(2.1)(2.2)(2.3)步循环执行M次（2.1）选择两个数字a,b，
其中1<=a<=N，1<=b<=当前大树的结点数。（2.2）将模板树中以结点a为根的子树复制一遍，挂到大树中结点b的下
方(也就是说，模板树中的结点a为根的子树复制到大树中后，将成为大树中结点b的子树)。（2.3）将新加入大树
的结点按照在模板树中编号的顺序重新编号。例如，假设在进行2.2步之前大树有L个结点，模板树中以a为根的子
树共有C个结点，那么新加入模板树的C个结点在大树中的编号将是L+1,L+2,…,L+C；大树中这C个结点编号的大小
顺序和模板树中对应的C个结点的大小顺序是一致的。下面给出一个实例。假设模板树如下图：
根据第(1)步，初始的大树与模板树是相同的。在(2.1)步，假设选择了a=4，b=3。运行(2.2)和(2.3)后，得到新的
大树如下图所示
现在他想问你，树中一些结点对的距离是多少。
Input
第一行三个整数：N,M,Q，以空格隔开，N表示模板树结点数，M表示第(2)中的循环操作的次数，Q 表示询问数
量。接下来N-1行，每行两个整数 fr,to，表示模板树中的一条树边。再接下来M行，每行两个整数x,to，表示将模
板树中 x 为根的子树复制到大树中成为结点to的子树的一次操作。再接下来Q行，每行两个整数fr,to，表示询问
大树中结点 fr和 to之间的距离是多少。N,M,Q<=100000
Output
输出Q行，每行一个整数，第 i行是第 i个询问的答案。
Sample Input
5 2 3
1 4
1 3
4 2
4 5
4 3
3 2
6 9
1 8
5 3
Sample Output
6
3
3
HINT
经过两次操作后，大树变成了下图所示的形状：
结点6到9之间经过了6条边，所以距离为6；类似地，结点1到8之间经过了3条边；结点5到3之间也经过了3条边。
把每一个新添的子树缩成一个点，那么新树就只有m+1点(模板树算一个点)
每一次加树就等于链接新树中两个点
判断y在哪个点用二分，链接的边权为两个点代表的子树根节点的距离
判断这个新点连上的点对应模板树的哪个点，需要判断dfs序区间内的区间第k大，这要用到主席树
查询(x,y)时分清况：先求出(x,y)在模板树的对应点(u,v)，新树上的w=LCA(p,q)
1.两个属同一个子树，在模板树求(u,v)距离
2.不属于同一子树(p,q)，先求出在新树上的距离，再加上u->u的子树根的距离(模板树)，v同理
因为这样算出的距离在w的子树中可能多算，因为路径不一定经过w的根
1 #include<iostream>
2 #include<cstdio>
3 #include<cstring>
4 #include<algorithm>
5 #include<cmath>
6 using namespace std;
7 typedef long long lol;
8 struct ZYYS
9 {
10 lol rt,id,pre;
11 lol l,r;
12 }a[100005];
13 lol pos,ch[6000005][2],sum[6000005],n,m,root[100005];
14 lol ans;
15 struct Tree
16 {
17 struct Node
18 {
19 lol next,to;
20 lol dis;
21 }edge[200005];
22 lol head[100005],num,dep[100005],size[100005],id[100005],lx[100005],rx[100005],top[100005],cnt,son[100005],fa[100005];
23 lol d[100005];
24 void add(lol u,lol v,lol dis)
25 {
26 num++;
27 edge[num].next=head[u];
28 head[u]=num;
29 edge[num].to=v;
30 edge[num].dis=dis;
31 }
32 void dfs1(lol x,lol pa)
33 {lol i;
34 dep[x]=dep[pa]+1;
35 size[x]=1;
36 fa[x]=pa;
37 for (i=head[x];i;i=edge[i].next)
38 {
39 lol v=edge[i].to;
40 if (v!=pa)
41 {
42 d[v]=d[x]+edge[i].dis;
43 dfs1(v,x);
44 size[x]+=size[v];
45 if (size[v]>size[son[x]]) son[x]=v;
46 }
47 }
48 }
49 void dfs2(lol x,lol pa,lol tp)
50 {lol i;
51 lx[x]=++cnt;
52 id[cnt]=x;
53 top[x]=tp;
54 if (son[x])
55 {
56 dfs2(son[x],x,tp);
57 }
58 for (i=head[x];i;i=edge[i].next)
59 {
60 lol v=edge[i].to;
61 if (v==pa||v==son[x]) continue;
62 dfs2(v,x,v);
63 }
64 rx[x]=cnt;
65 }
66 lol gettop(lol x,lol y)
67 {lol z;
68 while (top[x]!=top[y])
69 {
70 z=top[x];
71 x=fa[top[x]];
72 }
73 if (x==y) return z;
74 return son[y];
75 }
76 lol lca(lol x,lol y)
77 {
78 while (top[x]!=top[y])
79 {
80 if (dep[top[x]]<dep[top[y]]) swap(x,y);
81 x=fa[top[x]];
82 }
83 if (dep[x]>dep[y]) swap(x,y);
84 return x;
85 }
86 lol dist(lol x,lol y)
87 {
88 return d[x]+d[y]-2*d[lca(x,y)];
89 }
90 }t1,t2;
91 lol getid(lol k,lol r)
92 {
93 lol l=1,as=0;
94 while (l<=r)
95 {
96 lol mid=(l+r)/2;
97 if (a[mid].l<=k) as=mid,l=mid+1;
98 else r=mid-1;
99 }
100 return as;
101 }
102 void update(lol x,lol &y,lol l,lol r,lol k)
103 {
104 y=++pos;
105 ch[y][0]=ch[x][0];ch[y][1]=ch[x][1];
106 sum[y]=sum[x]+1;
107 if (l==r) return;
108 lol mid=(l+r)/2;
109 if (k<=mid) update(ch[x][0],ch[y][0],l,mid,k);
110 else update(ch[x][1],ch[y][1],mid+1,r,k);
111 }
112 lol query(lol x,lol y,lol l,lol r,lol k)
113 {
114 if (l==r) return l;
115 lol mid=(l+r)/2;
116 lol zyys=sum[ch[y][0]]-sum[ch[x][0]];
117 if (zyys<k) return query(ch[x][1],ch[y][1],mid+1,r,k-zyys);
118 else return query(ch[x][0],ch[y][0],l,mid,k);
119 }
120 int main()
121 {lol i,Q;
122 lol x,y,u,v;
123 cin>>n>>m>>Q;
124 for (i=1;i<=n-1;i++)
125 {
126 scanf("%lld%lld",&u,&v);
127 t1.add(u,v,1);
128 t1.add(v,u,1);
129 }
130 t1.dfs1(1,0);
131 t1.dfs2(1,0,1);
132 for (i=1;i<=n;i++)
133 update(root[i-1],root[i],1,n,t1.id[i]);
134 a[1].id=1;a[1].rt=1;a[1].l=1;a[1].r=n;
135 for (i=1;i<=m;i++)
136 {
137 scanf("%lld%lld",&x,&y);
138 a[i+1].id=i+1;a[i+1].rt=x;
139 a[i+1].l=a[i].r+1;
140 a[i+1].r=a[i+1].l+t1.size[x]-1;
141 lol z=getid(y,i);
142 a[i+1].pre=y=query(root[t1.lx[a[z].rt]-1],root[t1.rx[a[z].rt]],1,n,y-a[z].l+1);
143 t2.add(z,i+1,t1.d[y]-t1.d[a[z].rt]+1);
144 t2.add(i+1,z,t1.d[y]-t1.d[a[z].rt]+1);
145 }
146 t2.dfs1(1,0);t2.dfs2(1,0,1);
147 for (i=1;i<=Q;i++)
148 {
149 scanf("%lld%lld",&x,&y);
150 lol p=getid(x,m+1),q=getid(y,m+1);
151 lol w=t2.lca(p,q);
152 lol u=query(root[t1.lx[a[p].rt]-1],root[t1.rx[a[p].rt]],1,n,x-a[p].l+1);
153 lol v=query(root[t1.lx[a[q].rt]-1],root[t1.rx[a[q].rt]],1,n,y-a[q].l+1);
154 if (p==q)
155 {
156 printf("%lld\n",t1.dist(u,v));
157 }
158 else
159 {
160 if (p==w) swap(p,q),swap(u,v);
161 if (q==w)
162 {
163 x=t2.gettop(p,w);
164 ans=t2.d[p]-t2.d[x]+t1.d[u]-t1.d[a[p].rt];
165 u=a[x].pre;
166 ans+=t1.dist(u,v)+1;
167 }
168 else
169 {
170 ans=(t1.d[u]-t1.d[a[p].rt]+t1.d[v]-t1.d[a[q].rt]);
171 ans+=t2.dist(p,q);
172 x=t2.gettop(p,w);y=t2.gettop(q,w);
173 u=a[x].pre;v=a[y].pre;
174 ans+=(t1.d[a[w].rt]-t1.d[t1.lca(u,v)])*2;
175 }
176 printf("%lld\n",ans);
177 }
178 }
179 }
