CF2195G Idiot First Search and Queries
题目描述
本题与 E 题使用相同的定义。但本题并不要求与 E 题相同的答案。
有一棵包含 $n+1$ 个顶点的二叉树($n$ 为奇数),顶点编号为 $0,1,\ldots,n$。每个顶点上最多可以写一个字母,一开始所有顶点上都没有写字母。树的根节点是顶点 $0$。
在树中,顶点 $0$ 是顶点 $1$ 的父节点,其余顶点要么有 $2$ 个子节点,要么没有子节点。
Bob 迷失在树的某个顶点,他希望通过到达顶点 $0$ 的方式逃出树。对于大多数有常识的人来说,这很容易。但由于 Bob 很笨,他发明了一种全新的遍历树的方法,被称为“笨蛋优先遍历法”("Idiot First Search")。
当 Bob 处于顶点 $v$ 时($1 \le v \le n$),他按照如下规则移动:
- 如果顶点 $v$ 是叶节点,Bob 总是移动到 $v$ 的父节点;否则,继续判断以下情况。
- 如果顶点 $v$ 上什么都没写,Bob 在顶点 $v$ 上写下 'L',并移动到 $v$ 的左儿子;
- 如果顶点 $v$ 上写有字母 'L',Bob 将其覆盖为 'R',并移动到 $v$ 的右儿子;
- 如果顶点 $v$ 上写有字母 'R',Bob 擦除它,移动到 $v$ 的父节点。
Bob 移动到相邻顶点每次正好需要 $1$ 秒,因此进行 $x$ 次移动总共需要 $x$ 秒。
已经证明,无论 Bob 从哪一个顶点出发,都能在有限(尽管可能非常大)的时间内到达顶点 $0$。我们不知道是谁证明了这点,肯定不是 Bob,但这一点确实被证明了。
你需要回答 $q$ 个如下类型的询问:
- $v\;k$:假设 Bob 从顶点 $v$ 出发,恰好经过 $k$ 次移动后,Bob 处于哪个顶点($1 \le v \le n$)。
对于每个询问,设 $T_v$ 表示 Bob 从顶点 $v$ 到达顶点 $0$ 的所需时间。保证每个询问 $k < T_v$。
输入格式
每个测试点包含多组测试用例。第一行包含测试用例数量 $t$($1 \le t \le 10^4$)。接下来是每组测试用例的数据。
每个测试用例的第一行包含整数 $n$ 和 $q$($1 \le n \le 300\,001$,$1 \le q \le 400\,000$,$n$ 为奇数)。
接下来的 $n$ 行,每行包含两个整数 $l_i$ 和 $r_i$,分别为顶点 $i$ 的左右子节点编号($0 \le l_i,r_i \le n$)。
对于每个顶点,如果 $l_i = r_i = 0$,则表示该顶点没有子节点。否则,$l_i$ 和 $r_i$ 分别为顶点 $i$ 的左儿子和右儿子。
接下来的 $q$ 行,每行包含两个整数 $v_j$ 和 $k_j$,表示第 $j$ 个询问($1 \le v_j \le n$,$0 \le k_j < \min(10^9+7, T_{v_j})$)。
保证输入描述的是一棵合法的二叉树,满足题目中所述的条件。
且所有测试用例中的 $n$ 之和不超过 $300\,001$。
所有测试用例中的 $q$ 之和不超过 $400\,000$。
输出格式
对于每个测试用例,按询问顺序依次输出每个询问的答案,每个测试用例输出一行。
说明/提示
在第一个测试用例中,只有两个顶点,顶点 $0$ 和顶点 $1$。很显然,Bob 从顶点 $1$ 出发经过 $0$ 次移动后仍在顶点 $1$。
在第二个测试用例中,树结构如下:

Bob 从顶点 $3$ 出发到达顶点 $0$ 需要 $14$ 秒。具体移动过程如下:
$$
3 \xrightarrow{\mathtt{L}} 4 \xrightarrow{\mathtt{X}} 3 \xrightarrow{\mathtt{R}} 5 \xrightarrow{\mathtt{X}} 3 \xrightarrow{\mathtt{X}} 1 \xrightarrow{\mathtt{L}} \color{red}{2} \xrightarrow{\mathtt{X}} 1 \xrightarrow{\mathtt{R}} \color{red}{3} \xrightarrow{\mathtt{L}} 4 \xrightarrow{\mathtt{X}} 3 \xrightarrow{\mathtt{R}} \color{red}{5} \xrightarrow{\mathtt{X}} 3 \xrightarrow{\mathtt{X}} 1 \xrightarrow{\mathtt{X}} 0
$$
其中,箭头上方的字母表示移动前顶点上的字母,$\mathtt{X}$ 表示该顶点上没有写字母。
如红色标出:
- Bob 从顶点 $3$ 出发,进行 $6$ 次移动后,Bob 在顶点 $2$;
- Bob 从顶点 $3$ 出发,进行 $8$ 次移动后,Bob 在顶点 $3$;
- Bob 从顶点 $3$ 出发,进行 $11$ 次移动后,Bob 在顶点 $5$。
由 ChatGPT 5 翻译