#P1065. 【统一省选2026】工业系统

【统一省选2026】工业系统

最近,小绯在自家花园里考古的时候,发现了一些看上去很古老的工业设备。好奇心旺盛的她心血来潮,决定测试一下这些设备的性能。

于是,她找来了一些传送带,照着花园里一棵桃树的样子,把这些设备连接了起来,形成了一套工业系统。

至于具体的测试方法,自然是由你回答小绯的询问。相信你不会拒绝的!

题目描述

给定一套包含 $n$ 台设备的工业系统,设备的编号为 $1 \sim n$。这些设备由 $n-1$ 条方向可变的有向传送带相连,构成一棵无根树。

在使用这套系统时,首先需要指定一台设备 $x$($1 \le x \le n$)作为最终设备,然后会将所有传送带的方向设置为指向该设备的方向。形式化地,设备 $x$ 被指定为树根,所有传送带的方向设置为指向根的方向,形成一棵内向有根树。确定所有传送带的方向后,所有产物将会沿着传送带的方向运输。

每台设备会接收其所有后代设备的产物作为输入产物,然后生产出一种新的产物,并将其沿传送带输出至所有祖先设备。形式化地,设设备 $y$($1 \le y \le n$)的产物为 $a_{x,y}$,其子树内的除该设备外的所有设备分别为 $z_1, \dots, z_k$,则其产物可被表示为可重集 $a_{x,y} = \{a_{x,z_1}, \dots, a_{x,z_k}\}$。特别地,若设备 $y$ 为叶设备,即设备 $y$ 没有后代设备,则 $a_{x,y} = \varnothing$。

为了便于比较产物品质的优劣,可以定义产物的大小关系如下:指定设备 $x$($1 \le x \le n$)作为最终设备时,对于设备 $y, z$($1 \le y, z \le n$)的产物 $a_{x,y}, a_{x,z}$,将 $a_{x,y}, a_{x,z}$ 中的所有元素(即设备 $y, z$ 的所有输入产物)分别从大到小排序后,得到的两个序列的字典序大小关系即为 $a_{x,y}, a_{x,z}$ 的大小关系。形式化地,设 $a_{x,y} = \{b_1, b_2, \dots, b_p\}$,$a_{x,z} = \{c_1, c_2, \dots, c_q\}$,其中 $b_1 \ge b_2 \ge \dots \ge b_p$,$c_1 \ge c_2 \ge \dots \ge c_q$,则有:

  • $a_{x,y} > a_{x,z}$ 当且仅当满足以下两个条件之一:
    • 存在正整数 $i \in [1, \min(p, q)]$ 满足 $b_i > c_i$,且对于所有 $1 \le j < i$ 均有 $b_j = c_j$;
    • 对于所有 $1 \le i \le \min(p, q)$,均有 $b_i = c_i$,且 $p > q$;
  • $a_{x,y} = a_{x,z}$ 当且仅当 $p = q$ 且对于所有 $1 \le i \le p$,均有 $b_i = c_i$。

在定义产物的大小关系后,可以定义产物的排名。具体地,定义 $f(x, y)$($1 \le x, y \le n$)表示:指定设备 $x$ 作为最终设备时,设备 $y$ 的产物 $a_{x,y}$ 在所有 $n$ 种产物中的排名。形式化地,

$$ f(x, y) = 1 + \sum_{z=1}^{n} [a_{x,z} > a_{x,y}]. $$

为了全面地分析各个设备在该工业系统中的作用,你需要回答 $m$ 次询问。一次询问的形式如下:

  • 给定五个参数 $s, t, o_x, o_y, r$;
  • 定义 $$ X = \begin{cases} \{s\}, & o_x = 0, \\ \text{ch}(s,t), & o_x = 1, \end{cases} \quad Y = \begin{cases} \{t\}, & o_y = 0, \\ \text{ch}(s,t), & o_y = 1, \end{cases} $$
  • 其中 $\text{ch}(s,t)$ 表示设备 $s$ 到设备 $t$ 的简单路径上的所有设备构成的集合;
  • 求有多少对 $(x, y)$ 满足 $x \in X$,$y \in Y$ 且 $f(x, y) \le r$。

输入格式

输入的第一行包含一个非负整数 $c$,表示测试点编号。$c = 0$ 表示该测试点为样例。

输入的第二行包含一个正整数 $n$,表示该工业系统包含的设备数。

输入的第 $i+2$($1 \le i \le n-1$)行包含两个正整数 $u_i, v_i$,表示第 $i$ 条传送带连接的两台设备的编号。

输入的第 $n+2$ 行包含一个正整数 $m$,表示询问次数。

输入的第 $i+n+2$($1 \le i \le m$)行包含五个非负整数 $s, t, o_x, o_y, r$,表示第 $i$ 次询问给定的参数。

输出格式

输出 $m$ 行,其中第 $i$($1 \le i \le m$)行包含一个非负整数,表示第 $i$ 次询问的答案。

输入输出样例 #1

输入 #1

0
3
1 2
2 3
6
1 2 0 0 2
1 3 0 0 2
2 3 0 0 2
2 1 0 0 2
3 1 0 0 2
3 2 0 0 2

输出 #1

1
0
1
1
0
1

说明/提示

【样例 1 解释】

  • 以设备 $1$ 为根时,
    • 设备 $3$ 为叶设备,因此 $a_{1,3} = \varnothing$;
    • 设备 $2$ 的所有后代设备为设备 $3$,因此 $a_{1,2} = \{\varnothing\}$;
    • 设备 $1$ 的所有后代设备为设备 $2, 3$,因此 $a_{1,1} = \{\varnothing, \{\varnothing\}\}$;
    • 因此 $a_{1,1} > a_{1,2} > a_{1,3}$,即 $f(1,1) = 1$,$f(1,2) = 2$,$f(1,3) = 3$。
  • 以设备 $2$ 为根时,
    • 设备 $1, 3$ 为叶设备,因此 $a_{2,1} = a_{2,3} = \varnothing$;
    • 设备 $2$ 的所有后代设备为设备 $1, 3$,因此 $a_{2,2} = \{\varnothing, \varnothing\}$;
    • 因此 $a_{2,2} > a_{2,1} = a_{2,3}$,即 $f(2,2) = 1$,$f(2,1) = f(2,3) = 2$。
  • 以设备 $3$ 为根时,
    • 设备 $1$ 为叶设备,因此 $a_{3,1} = \varnothing$;
    • 设备 $2$ 的所有后代设备为设备 $1$,因此 $a_{3,2} = \{\varnothing\}$;
    • 设备 $3$ 的所有后代设备为设备 $1, 2$,因此 $a_{3,3} = \{\varnothing, \{\varnothing\}\}$;
    • 因此 $a_{3,3} > a_{3,2} > a_{3,1}$,即 $f(3,3) = 1$,$f(3,2) = 2$,$f(3,1) = 3$。

【样例 2】

见选手目录下的 industry/industry2.inindustry/industry2.ans

【样例 2 解释】

  • 以设备 $1$ 为根时,$a_{1,2} = a_{1,6} = a_{1,5} = \varnothing$,$a_{1,4} = \{\varnothing\}$,$a_{1,3} = \{\varnothing, \varnothing, \{\varnothing\}\}$,$a_{1,1} = \{\varnothing, \varnothing, \varnothing, \{\varnothing\}, \{\varnothing, \varnothing, \{\varnothing\}\}\}$,因此 $a_{1,1} > a_{1,3} > a_{1,4} > a_{1,2} = a_{1,5} = a_{1,6}$。
  • 以设备 $2$ 为根时,$a_{2,2} > a_{2,4} > a_{2,3} > a_{2,1} > a_{2,5} = a_{2,6}$。
  • 以设备 $3$ 为根时,$a_{3,3} > a_{3,1} = a_{3,4} > a_{3,2} = a_{3,5} = a_{3,6}$。
  • 以设备 $4$ 为根时,$a_{4,4} > a_{4,3} > a_{4,1} > a_{4,2} = a_{4,5} = a_{4,6}$。
  • 以设备 $5$ 为根时,$a_{5,5} > a_{5,1} > a_{5,3} > a_{5,4} > a_{5,2} = a_{5,6}$;
  • 以设备 $6$ 为根时,$a_{6,6} > a_{6,3} > a_{6,1} = a_{6,4} > a_{6,2} = a_{6,5}$。

【样例 3】

见选手目录下的 industry/industry3.inindustry/industry3.ans

【样例 4】

见选手目录下的 industry/industry4.inindustry/industry4.ans

该样例满足 $o_x = o_y = 0$。

【样例 5】

见选手目录下的 industry/industry5.inindustry/industry5.ans

该样例满足 $o_x = 0$ 且 $o_y = 1$。

【样例 6】

见选手目录下的 industry/industry6.inindustry/industry6.ans

该样例满足 $o_x = 1$ 且 $o_y = 0$。

【样例 7】

见选手目录下的 industry/industry7.inindustry/industry7.ans

该样例满足 $o_x = o_y = 1$。

【样例 8】

见选手目录下的 industry/industry8.inindustry/industry8.ans

该样例满足测试点 $1$ 的约束条件。

【样例 9】

见选手目录下的 industry/industry9.inindustry/industry9.ans

该样例满足测试点 $2$ 的约束条件。

【样例 10】

见选手目录下的 industry/industry10.inindustry/industry10.ans

该样例满足测试点 $3,4$ 的约束条件。

【样例 11】

见选手目录下的 industry/industry11.inindustry/industry11.ans

该样例满足测试点 $5,6$ 的约束条件。

【样例 12】

见选手目录下的 industry/industry12.inindustry/industry12.ans

该样例满足测试点 $7,8$ 的约束条件。

【样例 13】

见选手目录下的 industry/industry13.inindustry/industry13.ans

该样例满足测试点 $9\sim 11$ 的约束条件。

【样例 14】

见选手目录下的 industry/industry14.inindustry/industry14.ans

该样例满足测试点 $12\sim 14$ 的约束条件。

【样例 15】

见选手目录下的 industry/industry15.inindustry/industry15.ans

该样例满足测试点 $15\sim 17$ 的约束条件。

【样例 16】

见选手目录下的 industry/industry16.inindustry/industry16.ans

该样例满足测试点 $18,19$ 的约束条件。

【样例 17】

见选手目录下的 industry/industry17.inindustry/industry17.ans

该样例满足测试点 $20,21$ 的约束条件。

【样例 18】

见选手目录下的 industry/industry18.inindustry/industry18.ans

该样例满足测试点 $22\sim 24$ 的约束条件。

【样例 19】

见选手目录下的 industry/industry19.inindustry/industry19.ans

该样例满足测试点 $25$ 的约束条件。

【数据范围】

对于所有测试数据,均有: - $2 \le n \le 10^5$; - 对于所有 $1 \le i \le n-1$,均有 $1 \le u_i, v_i \le n$,且 $(u_1, v_1), \dots, (u_{n-1}, v_{n-1})$ 构成一棵树; - $1 \le m \le 10^5$; - $1 \le s, t, r \le n$,$o_x, o_y \in \{0,1\}$。

::cute-table{tuack}

测试点编号 $n, m \le$ $o_x$ $o_y$ $r$ 特殊性质
$1$ $10^5$ $\in \{0,1\}$ $\in \{0,1\}$ $\le n$ A
$2$ ^ ^ ^ $= 1$ B
$3, 4$ ^ $= 0$ $= 0$ $= 2$ ^
$5, 6$ $10$ ^ ^ $\le n$ ^
$7, 8$ $2\,000$ ^ ^ ^ ^
$9 \sim 11$ $10^5$ ^ ^ ^ ^
$12 \sim 14$ ^ ^ $= 1$ ^
$15 \sim 17$ ^ $= 1$ $= 0$ ^ ^
$18, 19$ ^ ^ $= 1$ ^ B
$20, 21$ $5 \times 10^4$ ^ ^ ^
$22 \sim 24$ $10^5$ ^ ^ ^ ^
$25$ ^ $\in \{0,1\}$ $\in \{0,1\}$ ^ ^

特殊性质 A:存在 $1 \le x \le n$ 满足对于所有 $1 \le i \le n - 1$,均有 $u_i = x$ 或 $v_i = x$。

特殊性质 B:所有设备构成的无根树在 $n$ 个点的有标号无根树中等概率随机生成。