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  • 【HDU 2586 How far away?】LCA问题 Tarjan算法

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

    题意:给出一棵n个节点的无根树,每条边有各自的权值。给出m个查询,对于每条查询返回节点u到v的最短路径的权值和,按查询顺序输出结果。

    数据范围:n [2, 40000], m[1, 200]

    思路:Tarjan算法:dfs遍历每个点,每遍历完 r 的一个孩子 c, 把 c 并入以 r 为祖先的集合,并处理 c 的所有查询 q:若qi的目标节点 v 已被遍历到,那么一定有lca(c, v) = find(v)。

    具体实现上,需要记录这样几个信息:每个节点的深度depth、邻接表G、访问标记vis。

    对于每组查询(u, v)时,可用这个公式得到结果res(u, v) = depth(u) - depth(lca(u,v)) + depth(v) - depth(lca(u,v))。

    注意Tarjan算法是脱机的(离线的)、批处理的,即其查询结果的生成顺序与最初的查询输入顺序无关。因此需要将乱序生成的结果合理组织以实现顺序输出。这一点我没有想好怎么做,下面的实现是参照了到网上他人的代码。具体方法就是:用类似记录查询目标节点的方法去记录查询序号,即query[r][i]存的是第r个节点的第i个查询所涉及的目标节点,类似地,num[r][i]存的是第r个节点的第i个查询在输入查询序列中的序号。再附加一个ans[i]存储第i条查询的结果。这样每处理一个查询,即可把结果存入ans[num[r][i]] = res(r, i)

    p.s 注意题目描述:没有说节点的序号分布在1...n,而我们的vis, query, depth等数组都是以下标标识节点号访问的。所以每次初始化时注意覆盖到整个区间[1, MAX_N]。这题n<=40000不是很大,若超过数组能开的最大长度,则需要“离散化”。

    还有一点就是,这个问题只要使用深度优先遍历策略,左根右三个节点的访问顺序是没有关系的。因此可以借助先序遍历先访问根节点的便利,先修改vis数组,后遍历其邻接表,从而避免因邻接表存了双向边而出现“兜圈子”的情况。

      1 #include <cstdio>
      2 #include <vector>
      3 #include <cstring>
      4 using namespace std;
      5 
      6 const int MAX_N = 40005;
      7 const int MAX_M = 205;
      8 
      9 int T;
     10 int n, m;
     11 struct Edge{
     12     int to, cost;
     13     Edge(){}
     14     Edge(int t, int c):to(t), cost(c){}
     15 };
     16 vector<Edge> G[MAX_N];
     17 vector<int> query[MAX_N];
     18 int vis[MAX_N];
     19 vector<int> num[MAX_N];
     20 int par[MAX_N];
     21 int ans[MAX_M];
     22 int depth[MAX_N];
     23 
     24 void init(){
     25     memset(vis, 0, sizeof(vis));
     26     memset(ans, 0, sizeof(ans));
     27     memset(depth, 0, sizeof(depth));
     28     for(int i=0; i<MAX_N; i++){
     29         par[i] = i;
     30         G[i].clear();
     31         num[i].clear();
     32         query[i].clear();
     33     }
     34 }
     35 int find(int x){
     36     if(par[x] == x) return x;
     37     return par[x] = find(par[x]);
     38 }
     39 void unite(int x, int y){
     40     x = find(x);
     41     y = find(y);
     42     if(x == y) return ;
     43     par[y] = x;
     44 }
     45 
     46 void dfs(int r, int l){
     47     vis[r] = 1;//先序遍历
     48     depth[r] = l;
     49     for(int i=0; i<G[r].size(); i++){
     50         if(!vis[G[r][i].to]){
     51             dfs(G[r][i].to, l+G[r][i].cost);
     52             unite(r, G[r][i].to);
     53         }
     54     }
     55     for(int i=0; i<query[r].size(); i++){
     56         if(vis[query[r][i]]){//r的第i个查询的目标节点
     57             int ca = find(query[r][i]);
     58             ans[num[r][i]] = depth[r] + depth[query[r][i]] - depth[ca] - depth[ca]; 
     59         //r的第i个查询所持有的查询号
     60         }
     61     }
     62 }
     63 
     64 void lca(int r){
     65     dfs(r, 0);
     66 }
     67 
     68 int main()
     69 {    
     70     //freopen("2586.txt", "r", stdin);
     71     scanf("%d", &T);
     72     while(T--){
     73         init();
     74         scanf("%d%d", &n, &m);
     75         for(int i=0; i<n-1; i++){
     76             int u, v, c;
     77             scanf("%d%d%d", &u, &v, &c);
     78             G[u].push_back(Edge(v, c));
     79             G[v].push_back(Edge(u, c));
     80         }
     81         for(int i=0; i<m; i++){
     82             int u, v;
     83             scanf("%d%d", &u, &v);
     84             query[u].push_back(v);
     85             query[v].push_back(u);
     86             num[u].push_back(i);//u的下一个查询号插入向量num[u]
     87             num[v].push_back(i);
     88         }
     89         lca(1);
     90         for(int i=0; i<m; i++){
     91             printf("%d
    ", ans[i]);
     92         }
     93 //        for(int i=1; i<=n; i++){
     94 //            for(int j=0; j<G[i].size(); j++){
     95 //                printf("%d %d %d
    ", i, G[i][j].to, G[i][j].cost);
     96 //            }
     97 //        }
     98     }
     99     return 0;
    100 }
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/helenawang/p/5510676.html
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