树的重心
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【问题描述】
小简单正在学习离散数学,今天的内容是图论基础,在课上他做了如下两条笔记:
1. 一个大小为 \(n\) 的树由 \(n\) 个结点与 \(n−1\) 条无向边构成,且满足任意两个结点间有且仅有一条简单路径。在树中删去一个结点及与它关联的边,树将分裂为若干个子树;而在树中删去一条边(保留关联结点,下同),树将分裂为恰好两个子树。
2. 对于一个大小为 \(n\) 的树与任意一个树中结点 \(c\),称 \(c\) 是该树的重心当且仅当在树中删去 \(c\) 及与它关联的边后,分裂出的所有子树的大小均不超过 \(⌊n/2⌋\)(其中 \(⌊x⌋\) 是下取整函数)。对于包含至少一个结点的树,它的重心只可能有 1 或 2 个。
课后老师给出了一个大小为 \(n\) 的树 \(S\),树中结点从 \(1∼n\) 编号。小简单的课后作业是求出 \(S\) 单独删去每条边后,分裂出的两个子树的重心编号和之和。即:
上式中,\(E\) 表示树 \(S\) 的边集,\((u,v)\) 表示一条连接 \(u\) 号点和 \(v\) 号点的边。\(S_{u}^{'}\)与 \(S_{v}^{'}\) 分别表示树 \(S\) 删去边 \((u,v)\) 后,\(u\) 号点与 \(v\) 号点所在的被分裂出的子树。
小简单觉得作业并不简单,只好向你求助,请你教教他。
【输入格式】
本题包含多组测试数据
第一行一个整数 \(T\) 表示数据组数。
接下来依次给出每组输入数据,对于每组数据:第一行一个整数 \(n\) 表示树 \(S\) 的大小,接下来 \(n−1\) 行,每行两个以空格分隔的整数 \(u_i, v_i\),表示树中的一条边 \((u_i,v_i)\)。
【输出格式】
共 \(T\) 行,每行一个整数,第 \(i\) 行的整数表示:第 \(i\) 组数据给出的树单独删去每条边后,分裂出的两个子树的重心编号和之和。
【输入输出样例1】
Input
2
5
1 2
2 3
2 4
3 5
7
1 2
1 3
1 4
3 5
3 6
6 7
Output
32
56
【输入输出样例1说明】
对于第一组数据:
删去边 (1,2)(1,2),1 号点所在子树重心编号为 {1},2 号点所在子树重心编号为 {2,3}。
删去边 (2,3),2 号点所在子树重心编号为 {2},3 号点所在子树重心编号为 {3,5}。
删去边 (2,4),2 号点所在子树重心编号为 {2,3},4 号点所在子树重心编号为 {4}。
删去边 (3,5),3 号点所在子树重心编号为v{2},5 号点所在子树重心编号为 {5}。
因此答案为 1 + 2 + 3 + 2 + 3 + 5 + 2 + 3 + 4 + 2 + 5 = 32。
【数据说明】
表中特殊性质一栏,两个变量的含义为存在一个 \(1∼n\) 的排列 \(p_i (1≤i≤n)\),使得:
A:树的形态是一条链。即 \(∀1≤i<n\),存在一条边 \((p_i, p_{i + 1})\)。
B:树的形态是一个完美二叉树。即 \(∀1≤i≤2/n−1\),存在两条边 \((p_i, p_{2i})\) 与 \((p_i, p_{2i+1})\)。
对于所有测试点:\(1≤T≤5,1≤u_i,v_i≤n\)。保证给出的图是一个树。
【来源】
Mr.he