#794. 树的重心

树的重心

题目描述

小简单正在学习离散数学,今天的内容是图论基础,在课上他做了如下两条笔记:

  • 1\red 1. 一个大小为 n\red{n} 的树由 n\red{n} 个结点与 n1\red{n − 1} 条无向边构成,且满足任意两个结点间有且仅有一条简单路径。在树中删去一个结点及与它关联的边,树将分裂为若干个子树;而在树中删去一条边(保留关联结点,下同),树将分裂为恰好两个子树。
  • 2\red 2. 对于一个大小为 n\red{n} 的树与任意一个树中结点 c\red{c},称 c\red{c} 是该树的重心当且仅当在树中删去 c\red{c} 及与它关联的边后,分裂出的所有子树的大小均不超过 n2\red{\lfloor \frac{n}{2} \rfloor}(其中 x\red{\lfloor x \rfloor} 是下取整函数)。对于包含至少一个结点的树,它的重心只可能有 1\red{1}2\red{2} 个。

课后老师给出了一个大小为 n\red{n} 的树 S\red{S},树中结点从 1n\red{1 \sim n} 编号。小简单的课后作业是求出 S\red{S} 单独删去每条边后,分裂出的两个子树的重心编号和之和。即:

(u,v)E(xc(Su)x+yc(Sv)y)\red{\sum_{(u,v)\in E}\left(\sum_{x\in c(S'_u)} x+\sum_{y\in c(S'_v)} y\right)}

上式中,E\red{E} 表示树 S\red{S} 的边集,(u,v)\red{(u, v)} 表示一条连接 u\red{u} 号点和 v\red{v} 号点的边。Su\red{S'_u}Sv\red{S'_v} 分别表示树 S\red{S} 删去边 (u,v)\red{(u, v)} 后,u\red{u} 号点与 v\red{v} 号点所在的被分裂出的子树,c(S)\red{c(S)} 表示树 S\red{S} 重心的集合。

小简单觉得作业并不简单,只好向你求助,请你教教他。

输入格式

本题输入包含多组测试数据。

第一行一个整数 T\red{T} 表示数据组数。

接下来依次给出每组输入数据,对于每组数据:

第一行一个整数 n\red{n} 表示树 S\red{S} 的大小。

接下来 n1\red{n − 1} 行,每行两个以空格分隔的整数 ui,vi\red{u_i, v_i},表示树中的一条边 (ui,vi)\red{(u_i, v_i)}

输出格式

T\red{T} 行,每行一个整数,第 i\red{i} 行的整数表示:第 i\red{i} 组数据给出的树单独删去每条边后,分裂出的两个子树的重心编号和之和。

样例

输入样例

2
5
1 2
2 3
2 4
3 5
7
1 2
1 3
1 4
3 5
3 6
6 7

输出样例

32
56

样例说明

对于第一组数据:

删去边 (1,2)\red{(1, 2)}1\red{1} 号点所在子树重心编号为 {1}\red{\{1\}}2\red{2} 号点所在子树重心编号为 {2,3}\red{\{2, 3\}}

删去边 (2,3)\red{(2, 3)}2\red{2} 号点所在子树重心编号为 {2}\red{\{2\}}3\red{3} 号点所在子树重心编号为 {3,5}\red{\{3, 5\}}

删去边 (2,4)\red{(2, 4)}2\red{2} 号点所在子树重心编号为 {2,3}\red{\{2, 3\}}4\red{4} 号点所在子树重心编号为 {4}\red{\{4\}}

删去边 (3,5)\red{(3, 5)}3\red{3} 号点所在子树重心编号为 {2}\red{\{2\}}5\red{5} 号点所在子树重心编号为 {5}\red{\{5\}}

因此答案为 1+2+3+2+3+5+2+3+4+2+5=32\red{1 + 2 + 3 + 2 + 3 + 5 + 2 + 3 + 4 + 2 + 5 = 32}

提示

测试点编号 n=\red{n=} 特殊性质
12\red{1\sim 2} 7\red{7}
35\red{3\sim 5} 199\red{199}
68\red{6\sim 8} 1999\red{1999}
911\red{9\sim 11} 49991\red{49991} A\red A
1215\red{12\sim 15} 262143\red{262143} B\red B
16\red{16} 99995\red{99995}
1718\red{17\sim 18} 199995\red{199995}
1920\red{19\sim 20} 299995\red{299995}

表中特殊性质一栏,两个变量的含义为存在一个 1n\red{1 \sim n} 的排列 pi1in\red{p_i(1 \le i \le n)},使得:

  • A\red A:树的形态是一条链。即 1i<n\red{\forall 1 \le i < n},存在一条边 (pi,pi+1)\red{(p_i, p_{i+1})}
  • B\red B:树的形态是一个完美二叉树。即 1in12\red{\forall 1 \le i \le \frac{n-1}{2}},存在两条边 (pi,p2i)\red{(p_i, p_{2i})}(pi,p2i+1)\red{(p_i, p_{2i+1})}

对于所有测试点:1T5,1ui,vin\red{1 \le T \le 5 , 1 \le u_i, v_i \le n}。保证给出的图是一个树。