ABC202-E Count Descendants

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using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

class Program
{
    static string InputPattern = "InputX";

    static List<string> GetInputList()
    {
        var WillReturn = new List<string>();

        if (InputPattern == "Input1") {
            WillReturn.Add("7");
            WillReturn.Add("1 1 2 2 4 2");
            WillReturn.Add("4");
            WillReturn.Add("1 2");
            WillReturn.Add("7 2");
            WillReturn.Add("4 1");
            WillReturn.Add("5 5");
            //3
            //1
            //0
            //0
        }
        else {
            string wkStr;
            while ((wkStr = Console.ReadLine()) != null) WillReturn.Add(wkStr);
        }
        return WillReturn;
    }

    // 隣接リスト
    static Dictionary<int, List<int>> mToNodeListDict = new Dictionary<int, List<int>>();

    // ノードごとに部分木の訪問前後の、指定レベルのノード数を保存
    class QueryAnswerInfoDef
    {
        internal int QueryNo;
        internal int D;
        internal int BeforeCnt;
        internal int AfterCnt;
    }
    static Dictionary<int, List<QueryAnswerInfoDef>> mQueryAnswerListDict =
        new Dictionary<int, List<QueryAnswerInfoDef>>();

    static void Main()
    {
        List<string> InputList = GetInputList();
        int[] pArr = InputList[1].Split(' ').Select(pX => int.Parse(pX)).ToArray();

        for (int I = 0; I <= pArr.GetUpperBound(0); I++) {
            int FromNode = I + 2;
            int ToNode = pArr[I];

            if (mToNodeListDict.ContainsKey(FromNode) == false) {
                mToNodeListDict[FromNode] = new List<int>();
            }
            mToNodeListDict[FromNode].Add(ToNode);

            if (mToNodeListDict.ContainsKey(ToNode) == false) {
                mToNodeListDict[ToNode] = new List<int>();
            }
            mToNodeListDict[ToNode].Add(FromNode);
        }

        int[] wkArr = { };
        Action<string> SplitAct = pStr =>
            wkArr = pStr.Split(' ').Select(pX => int.Parse(pX)).ToArray();

        int QueryNo = 0;
        foreach (string EachStr in InputList.Skip(3)) {
            SplitAct(EachStr);
            int U = wkArr[0];
            int D = wkArr[1];

            if (mQueryAnswerListDict.ContainsKey(U) == false) {
                mQueryAnswerListDict[U] = new List<QueryAnswerInfoDef>();
            }
            var WillAdd = new QueryAnswerInfoDef();
            WillAdd.QueryNo = QueryNo++;
            WillAdd.D = D;
            WillAdd.BeforeCnt = 0;
            WillAdd.AfterCnt = 0;
            mQueryAnswerListDict[U].Add(WillAdd);
        }

        Solve();
    }

    static void Solve()
    {
        ExecEulerTour();

        // 件数の度数分布表
        int UB = mEulerTourJyoutaiList.Max(pX => pX.Level);
        int[] CntArr = new int[UB + 1];

        foreach (JyoutaiDef EachJyoutai in mEulerTourJyoutaiList) {
            // ノードごとに部分木の訪問前後の、指定レベルのノード数を保存
            if (EachJyoutai.IsStart) {
                if (mQueryAnswerListDict.ContainsKey(EachJyoutai.Node)) {
                    List<QueryAnswerInfoDef> ListP = mQueryAnswerListDict[EachJyoutai.Node];
                    for (int I = 0; I <= ListP.Count - 1; I++) {
                        int TargetDepth = ListP[I].D;
                        if (TargetDepth <= CntArr.GetUpperBound(0)) {
                            ListP[I].BeforeCnt = CntArr[TargetDepth];
                        }
                    }
                }
            }

            if (EachJyoutai.IsStart) {
                CntArr[EachJyoutai.Level]++;
            }

            if (EachJyoutai.IsEnd) {
                if (mQueryAnswerListDict.ContainsKey(EachJyoutai.Node)) {
                    List<QueryAnswerInfoDef> ListP = mQueryAnswerListDict[EachJyoutai.Node];
                    for (int I = 0; I <= ListP.Count - 1; I++) {
                        int TargetDepth = ListP[I].D;
                        if (TargetDepth <= CntArr.GetUpperBound(0)) {
                            ListP[I].AfterCnt = CntArr[TargetDepth];
                        }
                    }
                }
            }
        }

        // クエリに回答
        var QueryAnswerInfoList = new List<QueryAnswerInfoDef>();
        foreach (List<QueryAnswerInfoDef> EachList in mQueryAnswerListDict.Values) {
            QueryAnswerInfoList.AddRange(EachList);
        }
        var sb = new System.Text.StringBuilder();
        foreach (var Item in QueryAnswerInfoList.OrderBy(pX => pX.QueryNo)) {
            sb.Append(Item.AfterCnt - Item.BeforeCnt);
            sb.AppendLine();
        }
        Console.Write(sb.ToString());
    }

    struct JyoutaiDef
    {
        internal int Node;
        internal int Level;
        internal bool IsStart;
        internal bool IsEnd;
    }

    // オイラーツアーを行い、下記の2通りのタイミングでノードをAddする
    // 1 最初の訪問時
    // 2 子の部分木を訪問完了時
    static List<JyoutaiDef> mEulerTourJyoutaiList = new List<JyoutaiDef>();
    static void ExecEulerTour()
    {
        var Stk = new Stack<JyoutaiDef>();
        JyoutaiDef WillPush;
        WillPush.Node = 1;
        WillPush.Level = 0;

        WillPush.IsStart = false; WillPush.IsEnd = true;
        Stk.Push(WillPush);
        WillPush.IsStart = true; WillPush.IsEnd = false;
        Stk.Push(WillPush);

        var VisitedSet = new HashSet<int>();
        VisitedSet.Add(1);

        while (Stk.Count > 0) {
            JyoutaiDef Popped = Stk.Pop();
            mEulerTourJyoutaiList.Add(Popped);
            if (Popped.IsEnd) {
                continue;
            }
            if (mToNodeListDict.ContainsKey(Popped.Node)) {
                foreach (int EachToNode in mToNodeListDict[Popped.Node]) {
                    if (VisitedSet.Add(EachToNode)) {
                        WillPush.Node = EachToNode;
                        WillPush.Level = Popped.Level + 1;

                        WillPush.IsStart = false; WillPush.IsEnd = true;
                        Stk.Push(WillPush);
                        WillPush.IsStart = true; WillPush.IsEnd = false;
                        Stk.Push(WillPush);
                    }
                }
            }
        }
    }
}

解説

再帰でオイラツアーをしたら、スタックオーバフローになったので
Stackクラスで、
行きがけ用と、帰りがけ用で
2回PushするDFSでオイラーツアーを行ってます。

クエリを先読みしておいて、部分木の高さが必要なノードであれば
部分木の訪問前後で指定レベルのノード数を保存してます。