【蓝桥杯2015省赛解析】生命之树(洛谷P8625):树形DP解题全攻略

贾蔷
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【蓝桥杯2015省赛解析】生命之树(洛谷P8625):树形DP解题全攻略 一、题目解读 “生命之树”是一道经典的树形结构问题,要求计算一棵带权树中,以某个节点为根的最大子树权值和。题目输入为n个节点及边信息,每个节点有权值wi,需找到所有节点中,子树权值和最大的节点,并输出其值。核心挑战在于如何处理树形结构的递归关系,并高效聚合子节点信息。

二、解题思路 采用树形DP(Tree Dynamic Programming)策略,通过深度优先搜索(DFS)递归计算每个节点的贡献值。关键在于:

1. 状态定义:定义f[u]为以节点u为根的子树最大权值和。

2. 递归转移:遍历u的所有子节点v,若f[v]为正,则累加到f[u](排除负贡献子树)。

3. 结果更新:递归过程中维护全局最大值res,记录所有节点子树权和的最大值。

4.利用树形结构的递归性质,将复杂问题分解为子树求解,避免重复计算。

三、解题步骤

1. 输入处理:读取n个节点权值w[],以及n-1条边信息构建邻接表g[]。

2. 初始化:设置res为极小值,确保首次更新有效。

3. 递归计算:从根节点1开始DFS,递归函数dfs(u, fa)计算u的子树权和,并排除父节点fa避免回溯。

4. 结果输出:最终res即为全局最优解。

四、代码与注释

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

const int MAXN = 1e5 + 10;  // 节点数上限
vector<int> g[MAXN];        // 邻接表存图
int w[MAXN];                // 节点权值
long long f[MAXN];          // 子树权和数组
long long res = -1e18;      // 全局最大值(初始化为极小值)

// 递归计算以u为根的子树权和
void dfs(int u, int fa) {
    f[u] = w[u];            // 初始化为节点自身权值
    for (int v : g[u]) {     // 遍历子节点
        if (v == fa) continue;  // 跳过父节点(避免反向遍历)
        dfs(v, u);           // 递归计算子树
        if (f[v] > 0) f[u] += f[v];  // 累加正贡献子树
    }
    res = max(res, f[u]);     // 更新全局最大值
}

int main() {
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr);         // 加快输入输出

    int n;
    cin >> n;
    for (int i = 1; i <= n; ++i) cin >> w[i];  // 读入权值
    for (int i = 1; i < n; ++i) {
        int u, v;
        cin >> u >> v;
        g[u].push_back(v);    // 建边双向
        g[v].push_back(u);
    }

    dfs(1, -1);              // 从根节点1开始递归,-1表示无父节点
    cout << res << endl;
    return 0;
}

五、总结 本解法通过树形DP将树形结构问题转化为子树递归求解,关键在于设计合理的状态转移方程,并利用动态规划避免重复计算。时间复杂度为O(n),空间复杂度O(n),适用于大规模树形数据。建议读者掌握树形DP的通用框架,结合题目特性优化状态设计。同时,递归时的剪枝(如排除负贡献子树)是提升效率的关键技巧。 原文:【蓝桥杯2015省赛解析】生命之树:树形DP解题全攻略(洛谷P8625代码详解)

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