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#905. 【APIO2024】九月

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题目描述

杭州市的中心广场有一棵著名的古树。这棵古树可以看作一棵 $N$ 个节点的有根树,节点编号从 $0$ 到 $N - 1$,其中 $0$ 号节点是根节点。

称没有孩子的节点为叶子节点。古树每次落叶时,会选择一个当前的叶子节点删去。每一天中,古树可能会多次落叶。

有 $M$ 位志愿者(编号从 $0$ 到 $M - 1$)负责看护古树。每一位志愿者将各自按照如下方式独立记录今年的落叶的情况:

每一天,收集所有新的落叶的编号(即当天删除的节点的编号),然后将它们按任意顺序写在先前的落叶编号之后。

例如:第一天,叶子 $3$ 和 $4$ 落下,于是他们写下 $3, 4$ 或 $4, 3$。第二天,叶子 $1$ 和 $2$ 落下,于是他们继续写下 $1, 2$ 或 $2, 1$。最终的记录可能为 $(3, 4, 1, 2)$、$(4, 3, 1, 2)$、$(3, 4, 2, 1)$ 或 $(4, 3, 2, 1)$ 中的任意一个。

这个过程持续了 $K$ 天,每天都有新的叶子掉落,直到只剩根节点为止。

你在旅途过程中经过了杭州。此刻已是寒冬,仰望古树光秃秃的枝干,你不禁想起落叶纷飞的美丽景象。

你很想知道今年有几天能看见落叶,但你只能找到 $M$ 位志愿者的记录。尝试根据这些记录推断出 $K$ 可能的最大值。

实现细节

请在程序开头引入库 september.h

你需要实现以下函数:

int solve(int N, int M, std::vector<int> F,
          std::vector<std::vector<int>> S);
  • $N$:古树的节点数量。
  • $M$:志愿者的数量。
  • $F$:一个长度为 $N$ 的数组。对于 $1 \leq i \leq N - 1$,$F[i]$ 表示节点 $i$ 的父亲节点的编号。$F[0]$ 始终为 $-1$。
  • $S$:一个长度为 $M$ 的数组。$S$ 中的每个元素是一个长度为 $N - 1$ 的数组。$S[i][j]$ 表示志愿者 $i$ 记录的第 $j$ 个节点编号(从 $0$ 开始)。

该函数必须返回一个整数,表示根据如上规则的 $K$ 可能的最大值(即,最大可能的落叶天数)。

对于每个测试点,交互库可能调用该函数多于一次。每次调用都应该作为新的情况分别处理。

注意:由于函数调用可能会发生多次,选手需要注意之前调用的残余数据对于后续调用的影响,尤其是全局变量的状态。

样例 1

考虑如下调用:

solve(3, 1, {-1, 0, 0}, {{1, 2}});

对应的树如下图所示:

古树示意图1

叶子 $1$ 和 $2$ 可能在同一天落下,或者叶子 $1$ 在第一天先落下,然后叶子 $2$ 在第二天落下。落叶天数不超过 $2$。

因此,程序应当返回 $2$。

样例 2

考虑如下调用:

solve(5, 2, {-1, 0, 0, 1, 1}, {{1, 2, 3, 4}, {4, 1, 2, 3}});

对应的树如下图所示:

古树示意图2

假设至少有 $2$ 天落叶,根据志愿者的记录,叶子 $4$ 将在不同的日子(第一天和最后一天)落下,这是矛盾的。

因此,程序应当返回 $1$。

约束条件

  • $2 \leq N \leq 10^5$。
  • $1 \leq M \leq 5$。
  • $\sum NM \leq 8 \times 10^5$。
  • $F[0] = -1$。对于 $1 \leq i \leq N - 1$,$0 \leq F[i] \leq i - 1$。
  • 对于 $1 \leq i \leq M - 1$,数组 $S[i]$ 是一个 $1, 2, \ldots , N - 1$ 的排列。
  • 保证 $F$ 描述的是一棵以节点 $0$ 为根的有根树。

子任务

详细子任务附加限制及分值如下表所示。

子任务编号 附加限制 分值
1 $M=1$, $N \leq 10$, $\sum N \leq 30$ 11
2 $N \leq 10$, $\sum N \leq 30$ 14
3 $M=1$, $N \leq 1\,000$, $\sum N \leq 2\,000$, $F[i]=i-1$ 5
4 $M=1$, $N \leq 1\,000$, $\sum N \leq 2\,000$ 9
5 $N \leq 1\,000$, $\sum N \leq 2\,000$, $F[i]=i-1$ 5
6 $N \leq 1\,000$, $\sum N \leq 2\,000$ 11
7 $M=1$, $F[i]=i-1$ 9
8 $M=1$ 11
9 $F[i]=i-1$ 9
10 没有额外的约束条件 16

评测程序示例

评测程序示例读取如下格式的输入:

  • 第 $1$ 行:$T$

对于接下来的 $T$ 组数据中的每一组:

  • 第 $1$ 行:$N$ $M$
  • 第 $2$ 行:$F[1]$ $F[2]$ $\ldots$ $F[N - 1]$
  • 第 $3 + i$ ($0 \leq i \leq M - 1$) 行:$S[i][0]$ $S[i][1]$ $S[i][2]$ $\ldots$ $S[i][N - 2]$

评测程序示例按照如下格式打印你的答案:

对于每组测试数据:

  • 第 $1$ 行:函数 solve 的返回值