DZY 's BLOG

树上的Nim取石子游戏。

说白了就是，维护一棵树，支持：修改点权，询问一条路径上点权的xor值是否为零。

可以用树链剖分做。但是介于n和q都50w这么大感觉常数很DT。。

既然它只修改点的话，影响到的只是它这棵子树。那么很容易就想到了dfs序。这个子树就是连续一段。

先维护每个点dfs开始时和结束时的时间戳。修改的时候先在它自己的开始、结束位置上xor它自己变成零，然后再修改。

(x,y)路径上的xor值=query(x的开始) xor query(y的开始) xor lca(x,y)的点权。很好想通。LCA就倍增算一下好了。

没了。

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
#define YES *o++='Y',*o++='e',*o++='s',*o++='\n'
#define NO *o++='N',*o++='o',*o++='\n'
const int maxn=500100,maxm=1000100;
int p[maxm],n1[maxm],h[maxn],begin[maxn],end[maxn],bit[maxm],st[maxn],a[maxn],n,ee=0,tot=0;
int anc[maxn][20],dep[maxn];	char buf[25000000],*o=buf,*pt=buf;
inline int getint(){
    int s=0;	while(*pt<'0'||*pt>'9')pt++;
    while(*pt>='0'&&*pt<='9')s=s*10+*pt++-48; 
	return s;
}inline char getop(){
	while(*pt!='Q'&&*pt!='C')	pt++;	return *pt++;
}inline void ae(int a,int b){
	p[ee]=b;	n1[ee]=h[a];	h[a]=ee++;
	p[ee]=a;	n1[ee]=h[b];	h[b]=ee++;
}inline void dfs(int s){
	int top=0;
	begin[st[++top]=s]=dep[s]=++tot;
	while(top){
		int u=st[top],f=0;
		for(int i=h[u];~i;i=n1[i]){
			if(!~begin[p[i]]){
				begin[p[i]]=++tot;
				anc[p[i]][0]=u;
				dep[p[i]]=dep[u]+1;
				st[++top]=p[i];
				h[u]=n1[i];
				f=1;
				break;
			}
		}if(!f){
			end[u]=++tot;
			top--;
		}
	}
}inline int lca(int u,int v){
	if(dep[u]<dep[v])	swap(u,v);
	int k=dep[u]-dep[v],j=0;
	while(k){
		if(k&1)	u=anc[u][j];
		j++,k>>=1;
	}if(u==v)	return u;
	for(int j=19;~j;j--)
		if(anc[u][j]!=anc[v][j])	u=anc[u][j],v=anc[v][j];
	return anc[u][0];
}inline void modify(int i){
	for(int x=begin[i];x<maxm;x+=x&-x)	bit[x]^=a[i];
	for(int x=end[i];x<maxm;x+=x&-x)	bit[x]^=a[i];
}inline int ask(int x){
	int r=0;
	for(;x;x-=x&-x)	r^=bit[x];
	return r;
}int main(){
	fread(buf,1,25000000,stdin);
	n=getint();
	for(int i=1;i<=n;i++)	a[i]=getint();
	memset(h,-1,sizeof(h));
	memset(begin,-1,sizeof(begin));
	for(int i=1;i<n;i++)	ae(getint(),getint());
	dfs(1);
	for(int i=1;i<=n;i++)	modify(i);
	for(int j=1;j<=19;j++)
		for(int i=1;i<=n;i++)
			anc[i][j]=anc[anc[i][j-1]][j-1];
	int q=getint(),x,y,z;
	while(q--){
		if(getop()=='Q'){
			x=getint();y=getint();
			if(ask(begin[x])^ask(begin[y])^a[lca(x,y)])	YES;
			else	NO;
		}else{
			x=getint();y=getint();
			modify(x);
			a[x]=y;
			modify(x);
		}
	}return fwrite(buf,1,o-buf,stdout),0;
}

题目1：有n堆石子，第i堆有A(i)颗石子。两人依次从中拿取，规定每次只能从一堆中取若干根，可将一堆全取走，但不可不取，最后取完者为胜，求必胜的方法。

令C=A(1) xor A(2) xor A(3) xor ... xor A(n)，若C>0，则记为利己态，用S表示，若C=0，则记为利他态，用T表示。

【定理1】对于一个S态，一定能从一堆石子中取出若干个，使其成为T态。

【证明】既然是S态，则此时C>0，我们要使得C变为0。

设C转化为二进制后，最高位的1是第p位。那么一定存在一个A(t)的二进制最高位的1是第p位。（显然，不然C的第p位不可能是1）

然后，把第t堆石子的个数变为x=A(t) xor C。因为A(t)和C的二进制最高位的1是同一位。那么异或之后这一位就变成了0。那么x一定小于A(t)。

此时的C'=A(1) xor A(2) xor ... xor A(t) xor C xor A(t+1) xor ... xor A(n)。把C带进去，得到

C'=A(1) xor A(2) xor ... xor A(n) xor A(1) xor A(2) xor ... xor A(n)。显然C'=0。

所以，只要在第t堆石子中取出A(t)-x颗石子，就把S态变为了T态。

【定理2】对于一个T态，从任意一堆取任意个石子出来，都会变为S态。

【证明】用反证法。设此时第i堆的石子数变成了A(i')。此时C=0。如果C'>0，那么命题就成立了。

假设C'=0。则C'=A(1) xor A(2) xor ... xor A(i') xor... xor A(n)=0。

因为C=0。所以C xor C'=0。则A(1) xor A(2) xor ... xor A(i) xor... xor A(n) xor A(1) xor A(2) xor ... xor A(i') xor... xor A(n)=0。

A(i) xor A(i')=0。A(i)=A(i')明显不对了。所以命题得证。

得到了这两个定理之后，我们可以发现，任何一个S态，我们都可以通过自己的控制将它转化成T态。而对方怎么做都是将T态再转回S态，很被动。所以只要先手是S态，总是可以根据定理1得到的策略获胜。

题目2：有n堆石子，第i堆有A(i)颗石子。两人依次从中拿取，规定每次只能从一堆中取若干根，可将一堆全取走，但不可不取，最后取完者为负，求必胜的方法。

再来定义几个状态。一堆石子里只有一个石子，记为孤单堆。否则记为充裕堆。

在T态中，如果充裕堆的个数大于等于2，记为T2态，1个充裕堆，记为T1态，没有充裕堆，记为T0态。S0、S1、S2同理。

【定理3】在S0态中，若孤单堆的个数为奇数。那必输。T0态必赢。

【证明】也就是奇数个石子，每次取一个。很明显先去的人必输。

【定理4】在S1态中，方法正确就必胜。

【证明】如果孤单堆的个数是奇数，那么就把充裕堆取完；如果是偶数，就把充裕堆取的只剩1根。这样留下的就是奇数个孤单堆，对方先手。由定理3得，对方必输，己方必胜。

【定理5】S2态不可一次变为T0态。

【证明】显然，充裕堆不可能一次从2堆以上变为0。

【定理6】S2态可一次变为T2态。

【证明】由定理1得S态可以一次变为T态，而且不会一次取完整堆，那么充裕堆的个数是不会变的，由定理5得S2态不能一次变为T0态，那么转化的T态是T2态。

【定理7】T2态只能转变为S1或S2态。

【证明】由定理2得，T态一次只能变为S态。由于充裕堆数不会变为0。所以是S1或S2态。

【定理8】在S2态中，只要方法正确，就必胜。

【证明】由定理6得，先转化为T2态。由定理7，对方只能再转化回S1或S2态。由定理4，己方必胜。

【定理9】T2态必输。

【证明】同证明8。

我们得到了几个必胜态：S2，S1，T0。必输态：T2，T1，S0。

比较一下两题：

第一题的过程：S2-T2-S2-T2-.....-T2-S1-T0-S0-T0-...-S0-T0（全0）

第二题的过程：S2-T2-S2-T2-.....-T2-S1-S0-T0-S0-...-S0-T0（全0）

我们可以发现前面的过程是一样的。关键在于得到了S1态之后，怎样抉择使自己获胜。而这个是自己可以掌握的。

因此，我们只需要把T2态留给对方，迟早他会转化成S1态。己方就必胜。

HDU 1850

题意：题目1模型。首先判断是否先手必胜。如果必胜则输出第一次的可行方案数。

根据定理1，先得到C的二进制最高位的1是第p位。然后计算n个数中有多少个数最高位的1也是第p位即可。

#include<cstdio>
int a[105];
int main(){
    int n,Xor,t;
    while(scanf("%d",&n),n){
        Xor=0;
        for(int i=1;i<=n;i++)scanf("%d",&a[i]),Xor^=a[i];
        if(!Xor){ printf("0\n"); continue;} 
        int k=0,ans=0; while(Xor)k++,Xor>>=1;
        for(int i=1;i<=n;i++)if(a[i]&(1<<k-1))ans++;
        printf("%d\n",ans);
    }return 0;
}

HDU 1907 

题意：有n堆糖果，每次吃任意一堆中的任意个。可以吃完一堆。不能不吃。吃完最后的负。问先手输赢情况。

很明显就是上面的题目2模型。

#include<cstdio>
int main(){
    int tc; scanf("%d",&tc);
    int n,t;
    while(tc--){
        scanf("%d",&n); int Xor=0,k=0;
        for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%d",&t),k+=t>1,Xor^=t;   
        if((Xor&&k>=1)||(!Xor&&!k))printf("John\n");
        else printf("Brother\n");
    }return 0;
}

HDU 2509 也转化为题目2模型。代码大同小异。