P9938[CSP-S 2022] 数据传输 | ||
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问题描述
小 C 正在设计计算机网络中的路由系统。
测试用的网络总共有 \(n\) 台主机,依次编号为 \(1 \sim n\) 。这 \(n\) 台主机之间由 \(n - 1\) 根网线连接,第 \(i\) 条网线连接个主机 \(a_i\) 和 \(b_i\) 。保证任意两台主机可以通过有限根网线直接或者间接地相连。受制于信息发送的功率,主机 \(a\) 能够直接将信息传输给主机 \(b\) 当且仅当两个主机在可以通过不超过 \(k\) 根网线直接或者间接的相连。
在计算机网络中,数据的传输往往需要通过若干次转发。假定小 C 需要将数据从主机 \(a\) 传输到主机 \(b\) ( \(a \neq b\) ),则其会选择出若干台用于传输的主机 \(c_1 = a, c_2, \cdots, c_{m - 1}, c_m = b\) ,并按照如下规则转发:对于所有的 \(1 \le i < m\) ,主机 \(c_i\) 将信息直接发送给 \(c_{i + 1}\) 。
每台主机处理信息都需要一定的时间,第 \(i\) 台主机处理信息需要 \(v_i\) 单位的时间。数据在网络中的传输非常迅速,因此传输的时间可以忽略不计。据此,上述传输过程花费的时间为 \(\sum_{i = 1}^{m} v_{c_i}\) 。
现在总共有 \(q\) 次数据发送请求,第 \(i\) 次请求会从主机 \(s_i\) 发送数据到主机 \(t_i\) 。小 C 想要知道,对于每一次请求至少需要花费多少单位时间才能完成传输。
输入格式
输入的第一行包含三个正整数 \(n, Q, k\) ,分别表示网络主机个数,请求个数,传输参数。数据保证 \(1 \le n \le 2 \times {10}^5\) , \(1 \le Q \le 2 \times {10}^5\) , \(1 \le k \le 3\) 。
输入的第二行包含 \(n\) 个正整数,第 \(i\) 个正整数表示 \(v_i\) ,保证 \(1 \le v_i \le {10}^9\) 。
接下来 \(n - 1\) 行,第 \(i\) 行包含两个正整数 \(a_i, b_i\) ,表示一条连接主机 \(a_i, b_i\) 的网线。保证 \(1 \le a_i, b_i \le n\) 。
接下来 \(Q\) 行,第 \(i\) 行包含两个正整数 \(s_i, t_i\) ,表示一次从主机 \(s_i\) 发送数据到主机 \(t_i\) 的请求。保证 \(1 \le s_i, t_i \le n\) , \(s_i \ne t_i\) 。
输出格式
\(Q\) 行,每行一个正整数,表示第 \(i\) 次请求在传输的时候至少需要花费多少单位的时间。
样例输入
7 3 3
1 2 3 4 5 6 7
1 2
1 3
2 4
2 5
3 6
3 7
4 7
5 6
1 2
样例输出
12
12
3
提示
样例1解释
对于第一组请求,由于主机 \(4, 7\) 之间需要至少 \(4\) 根网线才能连接,因此数据无法在两台主机之间直接传输,其至少需要一次转发;我们让其在主机 \(1\) 进行一次转发,不难发现主机 \(1\) 和主机 \(4, 7\) 之间都只需要两根网线即可连接,且主机 \(1\) 的数据处理时间仅为 \(1\) ,为所有主机中最小,因此最少传输的时间为 \(4 + 1 + 7 = 12\) 。
对于第三组请求,由于主机 \(1, 2\) 之间只需要 \(1\) 根网线就能连接,因此数据直接传输就是最优解,最少传输的时间为 \(1 + 2 = 3\) 。
样例2
见附件中的 transmit/transmit2.in
与 transmit/transmit2.ans
。
该样例满足测试点 \(2\) 的限制。
样例3
见附件中的 transmit/transmit3.in
与 transmit/transmit3.ans
。
该样例满足测试点 \(3\) 的限制。
样例4
见附件中的 transmit/transmit4.in
与 transmit/transmit4.ans
。
该样例满足测试点 \(20\) 的限制。
数据范围
对于所有的测试数据,满足 \(1 \le n \le 2 \times {10}^5\) , \(1 \le Q \le 2 \times {10}^5\) , \(1 \le k \le 3\) , \(1 \le a_i, b_i \le n\) , \(1 \le s_i, t_i \le n\) , \(s_i \ne t_i\) 。
测试点 | \(n \le\) | \(Q \le\) | \(k =\) | 特殊性质 |
---|---|---|---|---|
\(1\) | \(10\) | \(10\) | \(2\) | 是 |
\(2\) | \(10\) | \(10\) | \(3\) | 是 |
\(3\) | \(200\) | \(200\) | \(2\) | 是 |
\(4 \sim 5\) | \(200\) | \(200\) | \(3\) | 是 |
\(6 \sim 7\) | \(2000\) | \(2000\) | \(1\) | 否 |
\(8 \sim 9\) | \(2000\) | \(2000\) | \(2\) | 否 |
\(10 \sim 11\) | \(2000\) | \(2000\) | \(3\) | 否 |
\(12 \sim 13\) | \(2 \times {10}^5\) | \(2 \times {10}^5\) | \(1\) | 否 |
\(14\) | \(5 \times {10}^4\) | \(5 \times {10}^4\) | \(2\) | 是 |
\(15 \sim 16\) | \({10}^5\) | \({10}^5\) | \(2\) | 是 |
\(17 \sim 19\) | \(2 \times {10}^5\) | \(2 \times {10}^5\) | \(2\) | 否 |
\(20\) | \(5 \times {10}^4\) | \(5 \times {10}^4\) | \(3\) | 是 |
\(21 \sim 22\) | \({10}^5\) | \({10}^5\) | \(3\) | 是 |
\(23 \sim 25\) | \(2 \times {10}^5\) | \(2 \times {10}^5\) | \(3\) | 否 |
特殊性质:保证 \(a_i = i + 1\) ,而 \(b_i\) 则从 \(1, 2, \cdots, i\) 中等概率选取。