cf1163f
chenxia25
2021-11-15 12:57:07
假设不经过边 $t$ 的最短路为 $D_t$,经过的为 $B_t$,那么答案显然为 $\min(D_t,B_t-w_t+x)$。我们只要对每条边把这两者求出来即可。
dij 求出 $1\to n$ 的任意一条最短路 $p_{1\sim s}$,如果 $t$ 不在其上的话,显然必有 $D_t=\mathrm{dis}(1,n)$,$B_t=\min(\mathrm{dis}(1,a_t)+w_t+\mathrm{dis}(b_t,n),\mathrm{dis}(1,b_t)+w_t+\mathrm{dis}(a_t,n))$,而 $\mathrm{dis}(1,\cdot),\mathrm{dis}(\cdot,n)$ 可以两遍 dij 求出。如果 $t$ 在其上,那么显然 $B_t=\mathrm{dis}(1,n)$,而 $D_t$ 是整张图删掉 $t$ 之后的最短路(事重头戏)。
下面来介绍一下删边最短路的科技(称为科技是因为感觉凭自己想不出来/kk)。首先,$p$ 既是 $1\to n$ 的最短路也事 $n\to 1$ 的最短路,固定住它只考虑删其上的边。显然有结论:$1\to x$ 的所有最短路中必定存在一条与 $p$ 共享且仅共享一个前缀(可以取最后一个交点,也可用最短路生成树证),$x\to n$、后缀也如此。假设前后缀端点在 $p$ 上的下标为 $pre_x,suf_x$,这显然可以建出最短路树 dfs 一遍求出。但要求 $1$ 为起点、$n$ 为起点的最短路树中 $1\leftrightarrow n$ 路径都是 $p$,这可以在建 $n$ 树时对于最短路上的点强制连边。
以及显然地,删除 $t$ 后的最短路一定是先共享 $p$ 的一段前缀(但不跨过 $t$),然后腾空一段弧绕过 $t$,最后回到 $p$ 上共享 $p$ 的后缀(很好证,$t$ 两边取最迟、早的交点调整)。接下来是最关键的结论:中间这段腾空的弧里,恰好有(显然至少有)一条非最短路树边。也就是说,设弧的两端在 $p$ 上的下标为 $x,y$,恰好存在边 $e$ 使得 $pre_{a_e}=x,suf_{b_e}=y$(当然 $a,b$ 有可能互换)。
考虑反证。假设有至少两条非树边,取任意相邻的两条 $e,f$,如下图:
![](https://z3.ax1x.com/2021/11/15/IghFhV.png)
我们考虑 $1\to b_e$ 的最短路,$pre_{b_e}$ 必然不可能在 $t$ 左侧,那样直接走 $1\to b_e$ 的最短路而非 $1\to a_e\overset{e}{\to} b_e$ 显然会更优;$n\to a_f$ 也事如此,$suf_{a_f}$ 一定在 $t$ 左侧。如下图:
![](https://z3.ax1x.com/2021/11/15/IgHdsK.png)
考虑证明这种情况不存在。我们知道 $D$ 是两端的最短路(因为 $e,f$ 之间不再有非树边),跟据最短路的拼接定理可知 $\mathrm{dis}(1,a_f)=D+\mathrm{dis}(1,b_e)=\mathrm{dis}(1,suf_{a_f})+C+B+D$。而另一条路 $\mathrm{dis}(1,suf_{a_f})+A$ 不是最短路,说明 $C+B+D\leq A$。同理,考虑 $b_e\to n$ 最短路可得 $C+A+D\leq B$。可知 $A-B$ 和 $B-A$ 都大于等于 $C+D$,而 $C+D$ 事正数,事不可能同时被一个数和它的相反数大于等于的,矛盾!证毕。
这样的话,枚举所有非 $p$ 中边作为弧上的唯一非树边 $e$,贡献到 $p$ 上的下标区间 $[pre_{a_e},suf_{b_e}]$,贡献值为 $\mathrm{dis}(1,a_e)+w_e+\mathrm{dis}(b_e,n)$;以及需要交换 $a,b$ 再做一次。这可以线段树,但是事静态的可以直接差分 multiset。于是删边最短路就做完了。
```cpp
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define int long long
#define mp make_pair
#define X first
#define Y second
#define pb push_back
const int inf=0x3f3f3f3f3f3f3f3f;
const int N=2e5+10;
int n,m,qu;
int a[N],b[N],w[N];
vector<pair<int,int> > nei[N];
int d1[N],dn[N];
int vis[N];
void dij(int st,int d[]){
for(int i=1;i<=n;i++)d[i]=inf;
memset(vis,0,sizeof(vis));
priority_queue<pair<int,int>,vector<pair<int,int> >,greater<pair<int,int> > > q;
q.push(mp(d[st]=0,st));
while(q.size()){
int x=q.top().Y;q.pop();
if(vis[x])continue;vis[x]=true;
for(int i=0;i<nei[x].size();i++){
int y=nei[x][i].X,len=w[nei[x][i].Y];
if(d[x]+len<d[y])d[y]=d[x]+len,q.push(mp(d[y],y));
}
}
}
int fa1[N];
vector<int> son1[N],sonn[N];
int ord[N];
bool cmp(int x,int y){return d1[x]<d1[y];}
bool cmp0(int x,int y){return dn[x]<dn[y];}
vector<int> ton;int id[N];
int pre[N],suf[N];
void dfs(int x,int las,int p[],vector<int> vec[]){
if(~id[x])las=id[x];
p[x]=las;
for(int i=0;i<vec[x].size();i++){
int y=vec[x][i];
dfs(y,las,p,vec);
}
}
int del_dis[N];
vector<int> add[N],del[N];
signed main(){
cin>>n>>m>>qu;
for(int i=1;i<=m;i++)scanf("%lld%lld%lld",a+i,b+i,w+i),nei[a[i]].pb(mp(b[i],i)),nei[b[i]].pb(mp(a[i],i));
dij(1,d1),dij(n,dn);
for(int i=1;i<=n;i++)ord[i]=i;
sort(ord+1,ord+n+1,cmp);
for(int _i=2;_i<=n;_i++){
int i=ord[_i];
for(int j=0;j<nei[i].size();j++){
int x=nei[i][j].X,len=w[nei[i][j].Y];
if(d1[x]+len==d1[i]){fa1[i]=x,son1[x].pb(i);break;}
}
}
int x=n;
while(true){
// if(n==2e5)cout<<x<<"!!\n";
ton.pb(x);
if(x==1)break;
x=fa1[x];
}
reverse(ton.begin(),ton.end());
memset(id,-1,sizeof(id));
for(int i=0;i<ton.size();i++)id[ton[i]]=i;
dfs(1,-1,pre,son1);
sort(ord+1,ord+n+1,cmp0);
for(int _i=2;_i<=n;_i++){
int i=ord[_i];
if(~id[i])sonn[ton[id[i]+1]].pb(i);
else for(int j=0;j<nei[i].size();j++){
int x=nei[i][j].X,len=w[nei[i][j].Y];
if(dn[x]+len==dn[i]){sonn[x].pb(i);break;}
}
}
dfs(n,-1,suf,sonn);
memset(vis,-1,sizeof(vis));
for(int i=0;i+1<ton.size();i++){
int x=ton[i],y=ton[i+1];
for(int j=0;j<nei[x].size();j++){
int z=nei[x][j].X,len=w[nei[x][j].Y];
if(z==y&&d1[x]+len==d1[y]){vis[nei[x][j].Y]=i;break;}
}
}
for(int i=1;i<=m;i++)if(!~vis[i]){
int l=pre[a[i]],r=suf[b[i]],v=d1[a[i]]+w[i]+dn[b[i]];
if(l<r)add[l].pb(v),del[r].pb(v);
swap(a[i],b[i]);
l=pre[a[i]],r=suf[b[i]],v=d1[a[i]]+w[i]+dn[b[i]];
if(l<r)add[l].pb(v),del[r].pb(v);
}
multiset<int> st;
for(int i=0;i+1<ton.size();i++){
for(int j=0;j<add[i].size();j++)st.insert(add[i][j]);
for(int j=0;j<del[i].size();j++)st.erase(st.find(del[i][j]));
del_dis[i]=st.empty()?inf:*st.begin();
}
while(qu--){
int x,v;
scanf("%lld%lld",&x,&v);
if(!~vis[x])printf("%lld\n",min(d1[n],min(d1[a[x]]+v+dn[b[x]],d1[b[x]]+v+dn[a[x]])));
else printf("%lld\n",min(d1[n]-w[x]+v,del_dis[vis[x]]));
}
return 0;
}
```