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【蓝桥杯2015省赛解析】生命之树：树形DP解题全攻略（洛谷P8625代码详解）

1个月前 (06-16)

一、题目解读

“生命之树”是一道经典的树形结构问题，要求计算一棵带权树中，以某个节点为根的最大子树权值和。题目输入为n个节点及边信息，每个节点有权值wi，需找到所有节点中，子树权值和最大的节点，并输出其值。核心挑战在于如何处理树形结构的递归关系，并高效聚合子节点信息。

二、解题思路

采用树形DP（Tree Dynamic Programming）策略，通过深度优先搜索（DFS）递归计算每个节点的贡献值。关键在于：

1. 状态定义：定义f[u]为以节点u为根的子树最大权值和。

2. 递归转移：遍历u的所有子节点v，若f[v]为正，则累加到f[u]（排除负贡献子树）。

3. 结果更新：递归过程中维护全局最大值res，记录所有节点子树权和的最大值。

4.利用树形结构的递归性质，将复杂问题分解为子树求解，避免重复计算。

三、解题步骤

1. 输入处理：读取n个节点权值w[]，以及n-1条边信息构建邻接表g[]。

2. 初始化：设置res为极小值，确保首次更新有效。

3. 递归计算：从根节点1开始DFS，递归函数dfs(u, fa)计算u的子树权和，并排除父节点fa避免回溯。

4. 结果输出：最终res即为全局最优解。

四、代码与注释

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

const int MAXN = 1e5 + 10;  // 节点数上限
vector<int> g[MAXN];        // 邻接表存图
int w[MAXN];                // 节点权值
long long f[MAXN];          // 子树权和数组
long long res = -1e18;      // 全局最大值（初始化为极小值）

// 递归计算以u为根的子树权和
void dfs(int u, int fa) {
    f[u] = w[u];            // 初始化为节点自身权值
    for (int v : g[u]) {     // 遍历子节点
        if (v == fa) continue;  // 跳过父节点（避免反向遍历）
        dfs(v, u);           // 递归计算子树
        if (f[v] > 0) f[u] += f[v];  // 累加正贡献子树
    }
    res = max(res, f[u]);     // 更新全局最大值
}

int main() {
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr);         // 加快输入输出

    int n;
    cin >> n;
    for (int i = 1; i <= n; ++i) cin >> w[i];  // 读入权值
    for (int i = 1; i < n; ++i) {
        int u, v;
        cin >> u >> v;
        g[u].push_back(v);    // 建边双向
        g[v].push_back(u);
    }
    
    dfs(1, -1);              // 从根节点1开始递归，-1表示无父节点
    cout << res << endl;
    return 0;
}