#THU20262C. 量子中继

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量子中继

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题目背景

为了在“曙梦星海”的各大拓荒据点之间建立稳定的通信,“曙梦号”总工程师小梦正在设计一套呈现树形拓扑的量子通信网络。由于星际空间存在宇宙射线干扰,通信链路的稳定性存在波动,小梦必须合理规划中继基站的位置,以最小化总建设与传输成本。

题目描述

星海的通信网络呈现为一个以据点 11 为根、nn 个据点组成的有根树。树上的边代表节点间的数据传输链。

对于所有据点 uu,小梦需要分别计算出从据点 11uu 输送数据的最少成本。

每条数据链可以用一个四元组 (u,v,r,p)(u,v,r,p) 表示,意味着在节点 uuvv 之间有一条数据链。在有根树中 uu 总是 vv 的父节点,且满足 u<vu<v。由于宇宙射线的干扰,这条数据链的传输长度有 pp 的概率为 rr(无噪声状态),有 1p1-p 的概率为 2r2r(有噪声状态)。

为了增强信号,每个节点都可以建立一个量子中继基站,在节点 ii 建立中继站的建设代价是 cic_i

对于相邻的两个中继站(即这两个节点的路径上不存在其他中继站),它们之间传输数据的“直连成本”定义为路径上链路长度之和的平方的期望

$$E\left[(\sum_{e\in \text{path}(u,v)}X_e)^2 \right] $$

其中 XeX_e 表示以边 ee 的实际数据链长度为变量。

从节点 11 到节点 uu 传输数据的总成本定义为:路径上(包含端点)建立的所有中继站的建设代价之和 加上 所有相邻两个中继站之间的数据直连传输成本之和

特别规定:在向 uu 传输数据时,起点 11 和终点 uu 必须建立为中继站

输入格式

从标准输入读入数据。

第一行一个整数 nn

第二行 nn 个浮点数 c1,,cnc_1,\cdots,c_n

接下来 n1n-1 行,每行四个数值 u,v,r,pu,v,r,p,代表每一条数据链。

所有的浮点数(ci,r,pc_i,r,p)保证小数点后恰好是两位。

输出格式

输出到标准输出。

输出 nn 行,第 ii 行一个浮点数,表示从节点 11 到节点 ii 的数据传输最小成本。

每个点你的输出答案与标准答案的绝对或相对误差在 10610^{-6} 以内即为正确。

4
1.00 3.00 2.00 4.00
1 2 1.00 0.50
2 3 1.00 0.50
1 4 2.00 0.50
1.00
6.50
11.00
15.00

样例 1 解释

样例当中的量子通信网络如下:

  • 1111:只需付出建立 11 为中继站的费用 c1=1.00c_1=1.00
  • 1122:起点 11 和终点 22 必须建站。总成本 = $c_1 + c_2 + E[X_{12}^2] = 1.00 + 3.00 + 2.50 = 6.50$。
  • 1133
    • 方案 A(不在 22 建站):直接从 11 连到 33。直连成本 E[(X12+X23)2]E[(X_{12}+X_{23})^2] 可拆解为 $Var(X_{12}) + Var(X_{23}) + (E[X_{12}]+E[X_{23}])^2 = 0.25 + 0.25 + (1.5+1.5)^2 = 9.50$。总成本 = c1+c3+9.50=1.00+2.00+9.50=12.50c_1 + c_3 + 9.50 = 1.00 + 2.00 + 9.50 = 12.50
    • 方案 B(在 22 建站):作为两个独立直连段。总成本 = $c_1 + c_2 + c_3 + E[X_{12}^2] + E[X_{23}^2] = 1.00 + 3.00 + 2.00 + 2.50 + 2.50 = 11.00$。
    • 综上,最小成本为 11.0011.00
  • 1144:必须在 1144 建站。总成本 = $c_1 + c_4 + E[X_{14}^2] = 1.00 + 4.00 + 10.00 = 15.00$。

子任务

对于所有数据:

  • 1n1051\le n\le 10^5
  • p[0,1]p\in [0,1]
  • ci106c_i\le 10^6
  • r100r\le 100
  • 1u<vn1\le u<v\le n
  • 输入的浮点数均为 2 位小数

本题采用捆绑测试,你只有通过一个子任务中的所有测试点才能得到该子任务的分数。

子任务编号 分值 nn\le 特殊性质
1 20 2020
2 10 50005000 11 到任何节点都最多只有两条数据链
3 20
4 10510^5 保证所有点构成一条链
5 30