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  • [hdu 2586]lca模板题(在线+离线两种版本)

    题目链接:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2586

    在线版本:

    在线方法的思路很简单,就是倍增。一遍dfs得到每个节点的父亲,以及每个点的深度。然后用dp得出每个节点向上跳2^k步到达的节点。

    那么对于一个查询u,v,不妨设depth[u]>=depth[v],先让u向上跳depth[u]-depth[v]步,跳的方法就是直接用数字的二进制表示跳。

    然后现在u和v都在同一深度上了,再二分找向上共同的祖先,就可以二分出lca了。复杂度nlogn预处理+qlogn查询。

    #include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    
    int read()
    {
        char c=getchar();
        while (!isdigit(c)) c=getchar();
        int x=0;
        while (isdigit(c))
        {
            x=x*10+c-'0';
            c=getchar();
        }
        return x;
    }
    
    const int maxn=40005;
    const int maxm=maxn*2;
    int head[maxn];
    struct Edge
    {
        int u,v,w,nxt;
    }edge[maxm];
    int tot;
    
    void init()
    {
        tot=0;
        memset(head,-1,sizeof(head));
    }
    
    void addedge(int u,int v,int w)
    {
        ++tot;
        edge[tot].u=u;
        edge[tot].v=v;
        edge[tot].w=w;
        edge[tot].nxt=head[u];
        head[u]=tot;
    }
    
    int dep[maxn];
    int pa[maxn];
    int dis[maxn];
    
    void dfs(int u,int f,int de,int d)
    {
        pa[u]=f;
        dep[u]=de;
        dis[u]=d;
        for (int i=head[u];i!=-1;i=edge[i].nxt)
        {
            int v=edge[i].v;
            int w=edge[i].w;
            if (v!=f)
            {
                dfs(v,u,de+1,d+w);
            }
        }
    }
    
    int fa[maxn][20];
    
    int getlca(int u,int v)
    {
        if (dep[u]<dep[v]) swap(u,v);
        int jump=dep[u]-dep[v];
        for (int i=0;i<20;i++)
        {
            if (jump&1) u=fa[u][i];
            jump>>=1;
        }
        for (int i=19;i>=0;i--)
        {
            if (fa[u][i]!=fa[v][i])
            {
                u=fa[u][i];
                v=fa[v][i];
            }
        }
        if (u!=v) return pa[u];
        else return u;
    }
    
    int main()
    {
        int t;
        t=read();
        while (t--)
        {
            init();
            int n,q;
            n=read();
            q=read();
            for (int i=0;i<n-1;i++)
            {
                int u,v,w;
                u=read();
                v=read();
                w=read();
                addedge(u,v,w);
                addedge(v,u,w);
            }
            dfs(1,0,0,0);
            for (int i=1;i<=n;i++) fa[i][0]=pa[i];
            for (int i=1;i<20;i++)
                for (int j=1;j<=n;j++)
                    fa[j][i]=fa[fa[j][i-1]][i-1];
            while (q--)
            {
                int u,v;
                u=read();
                v=read();
                int lca=getlca(u,v);
                int ans=dis[u]+dis[v]-2*dis[lca];
                printf("%d
    ",ans);
            }
        }
        return 0;
    }

    离线版本:

    离线版本复杂度低,所以有时候还是很有必要会的。(有一次比赛在线的做法就被卡常了)

    离线版本的思路是:每个点都把与它有关的查询放进它的那个vector里,然后对这棵树进行一次dfs,在dfs的过程中直接得出所有查询的答案,复杂度是O(n+q)。

    具体来说,假设有一个查询u,v,当遍历到u的时候,如果v还没有遍历,就先不管这个查询;如果v已经遍历过了,那就处理这个查询,那么这个查询的结果是什么呢?结果就是v向上一直找,找到深度最浅的那个已经遍历过并且当前正在考虑这棵子树的节点,就是u和v的lca。这是用到了dfs的中序遍历性质,很难表达清楚,可以通过想象感觉一下。那么怎么得到v向上一直找,找到最浅的那个已经遍历过的节点呢?并查集。具体可以参照代码,这个感觉真的只能通过想象感觉出来,确实很难表述。

    #include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    
    int read()
    {
        char c=getchar();
        while (!isdigit(c)) c=getchar();
        int x=0;
        while (isdigit(c))
        {
            x=x*10+c-'0';
            c=getchar();
        }
        return x;
    }
    
    const int maxn=40005;
    const int maxm=maxn*2;
    int head[maxn];
    struct Edge
    {
        int u,v,w,nxt;
    }edge[maxm];
    int tot;
    
    void init()
    {
        tot=0;
        memset(head,-1,sizeof(head));
    }
    
    void addedge(int u,int v,int w)
    {
        ++tot;
        edge[tot].u=u;
        edge[tot].v=v;
        edge[tot].w=w;
        edge[tot].nxt=head[u];
        head[u]=tot;
    }
    
    vector< pair<int,int> > Q[maxn];
    bool vis[maxn];
    int fa[maxn];
    int ans[205];
    int dis[maxn];
    
    void addquery(int u,int v,int id)
    {
        Q[u].push_back(make_pair(v,id));
        Q[v].push_back(make_pair(u,id));
    }
    
    int findfa(int x)
    {
        if (fa[x]==x) return x;
        return fa[x]=findfa(fa[x]);
    }
    
    int n,q;
    
    void dfs(int u,int d)
    {
        dis[u]=d;
        vis[u]=true;
        for (int i=head[u];i!=-1;i=edge[i].nxt)
        {
            int v=edge[i].v;
            int w=edge[i].w;
            if (!vis[v])
            {
                dfs(v,d+w);
                fa[v]=u;
            }
        }
        for (int i=0;i<Q[u].size();i++)
        {
            int v=Q[u][i].first;
            int id=Q[u][i].second;
            if (vis[v]) ans[id]=dis[u]+dis[v]-2*dis[findfa(v)];
        }
    }
    
    int main()
    {
        int t;
        t=read();
        while (t--)
        {
            init();
            n=read();
            q=read();
            for (int i=0;i<n-1;i++)
            {
                int u,v,w;
                u=read();
                v=read();
                w=read();
                addedge(u,v,w);
                addedge(v,u,w);
            }
            for (int i=0;i<maxn;i++) Q[i].clear();
            memset(vis,false,sizeof(vis));
            for (int i=1;i<=n;i++) fa[i]=i;
            for (int i=0;i<q;i++)
            {
                int u,v;
                u=read();
                v=read();
                addquery(u,v,i);
            }
            dfs(1,0);
            for (int i=0;i<q;i++) printf("%d
    ",ans[i]);
        }
        return 0;
    }
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