题意:有三棵树。每棵树有ni个结点,加入两条边把这三棵树连接起来,合并成一棵树。使得合并的树中随意两点之间的最短路径
的和最大。
分析:
三棵树要合并成一棵树,则第一棵树必须选择一个点,如果为X。第二棵树必须选择两个点,如果为Y1, Y2,第三棵树必须选择一个点,如果为Z
记第一棵树中全部结点到X的路径总和为:tot1
第二棵树中全部结点到Y1,Y2的路径总和分别为:tot2, tot3
第三棵树中全部结点到Z的路径总和为:tot4;
共同拥有四种情况:
1,每棵树内部的结点之间的距离为常数。能够求出树中一个点到剩余全部点的路径之和,把全部这种点的和相加再除以2就可以
2,第一棵树和第二棵树这两棵树全部结点之间的距离,如果第一棵树选择结点X,第二棵树选择的左结点位Y1,
则两棵树上随意两点a,b之间的距离。能够表示为:d(a, b) = d(a, X) + 1 + d(b, Y1),
当中a为第一棵树的随意结点。b为第二棵树的随意结点。
固定点a,变换bj。因为第二棵树有n2个结点,则这样的情况下的总的路径和为:(d(a, X) + 1) * n2 + sum(d(bj, Y1), j = 1, 2, ..., n2);
再变换ai,则终于得到的路径和为:sum((d(ai, X) + 1) * n2 + sum(d(bj, Y1), j = 1, 2, ..., n2), i = 1, 2, ..., n1);
终于结果为:sum(d(ai, X), i = 1, 2, ..., n1) * n2 + n2 * n1 + sum(d(bi, Y1), j = 1, 2, ..., n2) * n1;
即tot1 * n2 + n2 * n1 + tot2 * n1;
3,第二棵树和第三棵树这两棵树全部结点之间的距离,类似情况2,得到的终于结果为:tot3 * n3 + n2 * n3 + tot4 * n2;
4,第一棵树和第三棵树全部结点之间的距离:每一条路径都能够表示为:d(a, c) = d(a, X) + 1 + d(Y1, Y2) + 1 + d(Z, c);
终于结果为:tot1 * n3 + tot4 * n1 + n1 * n3 * d(Y1, Y2) + 2 * n1 * n3;
综上所述,得到合并后树中结点之间的距离总和为:
sum = (n2 + n3) * tot1 + (n1 + n2) * tot4 + n1 * n2 + n2 * n3 + 2 * n1 * n3 + n1 * tot2
+ n3 * tot3 + n1 * n3 * d(Y1, Y2) + 三棵树的内部路径;
要使得总和最大。则tot1和tot4必须最大,上式中间部分为常数,则left = n1 * tot2 + n3 * tot3 + n1 * n3 * d(Y1, Y2)必须达到最大
在tot2达到最大的情况下,即Y1确定时。枚举Y2使得left部分达到最大,就可以。
这过程中要枚举三棵树的位置。
#include <iostream> #include <cstdio> #include <cstring> using namespace std; typedef long long LL; const int MAXN = 100000 + 10; struct Edge { int y, next; }; struct Tree { LL n, head[MAXN], nodeCnt[MAXN], edgeCnt, dis[MAXN], pos, maxTot; LL curSum[MAXN], tot[MAXN], pathCnt; Edge edge[MAXN << 1]; void addEdge(int x, int y) { edge[edgeCnt].y = y; edge[edgeCnt].next = head[x]; head[x] = edgeCnt++; } void build(int n) { memset(head, -1, sizeof(head)); this->n = n; int x, y; for(int i = 1; i < n; i++) { scanf("%d%d", &x, &y); addEdge(x, y); addEdge(y, x); } } /*获得son这棵树的结点数nodeCnt[son],包含该父结点。同一时候获得son这棵树中全部子结点到son的路径之和,保存在curSum[son] 当中curSum[son] = sum(curSum[yi] + nodeCnt[yi], i = 1, 2, ...),即全部子树的最短路径值加上子树的全部点数的和 */ void dfs0(int son, int fa) { nodeCnt[son] = 1; curSum[son] = 0; int y; for(int i = head[son]; i != -1; i = edge[i].next) { y = edge[i].y; if(y == fa) { continue; } dfs0(y, son); //回溯。已经获得子结点y的值 nodeCnt[son] += nodeCnt[y]; curSum[son] += curSum[y] + nodeCnt[y]; } } //获得tot[son],即全部点到son的路径之和 void dfs1(int son, int fa, LL faLeft) { //当前son所在子树的路径之和,加上其它剩余部分到son的路径之和 tot[son] = curSum[son] + faLeft; int y; for(int i = head[son]; i != -1; i = edge[i].next) { y = edge[i].y; if(y == fa) { continue; } /*要算全部结点到y的最短路径之和。除了y所在子树外,应该加入的值来源有三部分: son这棵树原先应加上的值。即整棵大树减去son子树剩余部分到son的路径和:faLeft, son这棵树除了y这棵子树全部结点到son的路径值外剩余的路径和: son这棵树的最短路径和 - y这棵树的最短路径和 - y这棵树的结点数,即curSum[son] - curSum[y] - nodeCnt[y]; 整棵合并树减去 y子树剩余的结点数:n - nodeCnt[y] */ dfs1(y, son, faLeft + curSum[son] - curSum[y] - nodeCnt[y] + n - nodeCnt[y]); } } //深度遍历,获得每一个结点的层次,即为到根结点的最短路径,注意根结点层次为0 void dfs2(int son, int fa) { dis[son] = dis[fa] + 1; int y; for(int i = head[son]; i != -1; i = edge[i].next) { y = edge[i].y; if(y == fa) { continue; } dfs2(y, son); } } void solve() { dfs0(1, 0); dfs1(1, 0, 0); //求出最大的单点最短路径和,同一时候累加。即为这棵树内部的路径之和的两倍 for(int i = 1; i <= n; i++) { pathCnt += tot[i]; if(tot[i] > maxTot) { maxTot = tot[i]; pos = i; } } dis[0] = -1; dfs2(pos, 0); } }; Tree t[3]; LL getAns(const Tree &t1, const Tree &t2, const Tree &t3) { //先算好不变的部分 LL tmp = (t2.n + t3.n) * t1.maxTot + (t1.n + t2.n) * t3.maxTot + t1.n * t2.n + t2.n * t3.n + 2 * t1.n * t3.n + (t1.pathCnt + t2.pathCnt + t3.pathCnt) / 2; LL ans, maxAns = 0; //固定Y1。t2.maxTot相当于tot2 tmp += t1.n * t2.maxTot; //枚举Y2 for(int i = 1; i <= t2.n; i++) { //如果当前t2.tot[i]为tot3,t2.dis[i]为Y2到Y1的距离。Y1作为单原起点 ans = (LL)tmp + t3.n * t2.tot[i] + t1.n * t3.n * t2.dis[i]; maxAns = max(ans, maxAns); } return maxAns; } int main() { int n[3], i, j; LL ans = 0; //freopen("in.txt", "r", stdin); scanf("%d%d%d", &n[0], &n[1], &n[2]); for(i = 0; i < 3; i++) { t[i].build(n[i]); t[i].solve(); } //枚举三棵树的位置 for(i = 0; i < 3; i++) { for(j = 0; j < 3; j++) { if(i == j) { continue; } ans = max(ans, getAns(t[i], t[j], t[3 - i - j])); } } printf("%I64d\n", ans); return 0; }