loj#P3871. 「PA 2020」Ogromne drzewo

「PA 2020」Ogromne drzewo

题目描述

题目译自 PA 2020 Runda 3 Ogromne drzewo

Byteasar 为他的女朋友 Algolina 买了一棵巨大的圣诞树。这是一份十分不寻常的礼物,但 Byteasar 是一位算法师,Algolina 已经习惯了这种惊喜。

正如你所猜到的,这棵树不是植物,而是一个无环连通图。它非常大,但可以用一种有组织的方式来描述。它的节点有 nn 层。第一层只包含一个节点,表示树的根。每个节点的子节点都只在其下一层,最后一层的节点除外,它们是叶子。对于区间 [1,n1][1, n - 1] 中的每一个 ii,第 ii 层的每个节点都有 aia_i 个子节点。

Algolina 想让 Byteasar 知道她对他的礼物有多满意,因此决定和他玩一个游戏。Algolina 选择了树上的某个节点 AA,Byteasar 选择了节点 BB(可能与 Algolina 相同)。现在从 Algolina 开始,他们俩将轮流重新对树的节点涂色——Algolina 用红色,Byteasar 用蓝色。在游戏开始时,所有节点都是白色的。每个节点将恰好被重新涂色一次——由 Algolina 或由 Byteasar 涂色。在任何时候,涂色的人都可以用自己使用的颜色对任何白色节点涂色,包括节点 AABB

一旦所有顶点都被重新涂色了,这两人将计算出他们的分数。Algolina 获得的分数(用 SAS_A 表示)将是所有红色节点到节点 AA 的距离之和,而 Byteasar 获得的分数(用 SBS_B 表示)将是所有蓝色节点到节点 BB 的距离之和。我们所说的两个节点之间的距离,是指它们之间最短路径上的边的数量。Algolina 的目标是得分以最大可能比 Byteasar 的大,即最大化 SASBS_A-S_B 的值,而 Byteasar 的目标是最小化它。

Byteasar 很快指出,这是一个完全信息有限游戏,假设他们都以最优策略进行游戏,就可以计算出最终得分的差值有多大。他希望你能帮他计算出这个值。由于这个值可能非常大,你需要计算它对 109+710^9+7 取模后的值。

此外,由于在一次比赛后忘记礼物是不愉快的,你需要计算多次选择节点 AABB 的情况下两人最终得分之差。

输入格式

第一行两个整数 $n,q\ (2\le n\le 3\times 10^5,1\le q\le 3\cdot 10^5)$,分别表示树的层数和询问次数。

第二行 n1n-1 个整数 a1,a2,,an1 (2ai3105)a_1,a_2,\ldots,a_{n-1}\ (2\le a_i\le 3\cdot 10^5),意义如题目描述。

接下来 qq 行,每行描述 A,BA,B。可以发现最终结果只取决于节点 A,BA,B 和它们的最近公共祖先都在哪一层,因此每行给出三个整数 $W_A,W_B,W_{\text{LCA}(A,B)}\ (1\le W_{\text{LCA}(A,B)}\le W_A,W_B\le n)$。

输出格式

输出 qq 行,第 ii 行包含对第 ii 个询问的回答,对 109+710^9+7 取模。

3 3
3 2
3 2 1
1 1 1
2 3 2

4
1
1000000003

数据范围与提示

  • 对于一些子任务,满足树最多有 31053\cdot 10^5 个节点,且 q100q\le 100
  • 对于另一些子任务,满足 q100q\le 100

对于上述每种情况,至少有一个这样的子任务。