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  • 算法竞赛进阶指南 聚会 (LCA)

    题面

    Y岛风景美丽宜人,气候温和,物产丰富。

    Y岛上有N个城市(编号1,2,…,N),有N-1条城市间的道路连接着它们。

    每一条道路都连接某两个城市。

    幸运的是,小可可通过这些道路可以走遍Y岛的所有城市。

    神奇的是,乘车经过每条道路所需要的费用都是一样的。

    小可可,小卡卡和小YY经常想聚会,每次聚会,他们都会选择一个城市,使得3个人到达这个城市的总费用最小。

    由于他们计划中还会有很多次聚会,每次都选择一个地点是很烦人的事情,所以他们决定把这件事情交给你来完成。

    他们会提供给你地图以及若干次聚会前他们所处的位置,希望你为他们的每一次聚会选择一个合适的地点。

    输入格式
    第一行两个正整数,N和M,分别表示城市个数和聚会次数。

    后面有N-1行,每行用两个正整数A和B表示编号为A和编号为B的城市之间有一条路。

    再后面有M行,每行用三个正整数表示一次聚会的情况:小可可所在的城市编号,小卡卡所在的城市编号以及小YY所在的城市编号。

    输出格式
    一共有M行,每行两个数Pos和Cost,用一个空格隔开,表示第i次聚会的地点选择在编号为Pos的城市,总共的费用是经过Cost条道路所花费的费用。

    数据范围
    N≤500000,M≤500000
    输入样例:
    6 4
    1 2
    2 3
    2 4
    4 5
    5 6
    4 5 6
    6 3 1
    2 4 4
    6 6 6
    输出样例:
    5 2
    2 5
    4 1
    6 0

    思路

    首先耿直的想法就是求三个点的lca直接嗯搞,但是样例直接否定了这种想法,因为如果三点在一条链上,那么三点lca并不是最优的,所以这个时候我们考虑一下贪心,首先让两点汇合,然后让第三个点前往两点汇合所在地,因为这个一定比两点前往第三点要优秀,然后枚举哪两个点线汇合,比较一下大小就可以了。

    代码实现

    #include<cstdio>
    #include<algorithm>
    #include<functional>
    #include<vector>
    #include<numeric>
    #include<queue>
    #include<map>
    #include<set>
    #include<iostream>
    #include<cstring>
    #include<cmath>
    using namespace std;
    #define rep(i,f_start,f_end) for (int i=f_start;i<=f_end;++i)
    #define per(i,n,a) for (int i=n;i>=a;i--)
    #define MT(x,i) memset(x,i,sizeof(x) )
    #define rev(i,start,end) for (int i=start;i<end;i++)
    #define inf 0x3f3f3f3f
    #define mp(x,y) make_pair(x,y)
    #define lowbit(x) (x&-x)
    #define MOD 1000000007
    #define exp 1e-8
    #define N 1000005 
    #define fi first 
    #define se second
    #define pb push_back
    typedef long long ll;
    const ll INF=0x3f3f3f3f3f3f3f3f;
    typedef vector <int> VI;
    typedef pair<int ,int> PII;
    typedef pair<int ,PII> PIII;
    ll gcd(ll a,ll b){return b==0?a:gcd(b,a%b);}
    ll lcm(ll a,ll b){return a/gcd(a,b)*b;};
    void check_max (int &a,int b) { a=max (a,b);}
    void check_min (int &a,int b) { a=min (a,b);}
    inline int read() {
        char ch=getchar(); int x=0, f=1;
        while(ch<'0'||ch>'9') {
            if(ch=='-') f=-1;
            ch=getchar();
        } while('0'<=ch&&ch<='9') {
            x=x*10+ch-'0';
            ch=getchar();
        } return x*f;
    }
    const int maxn=5e5+100;
    int n,m,s;
    int deep[maxn];
    struct Lca {
        int head[maxn],cnt=0;
        int fa[maxn][22];
        struct node {
            int v,next;
        }e[maxn<<1];
        void init () {
            MT (head,0);
            cnt=0;
        }
        void add_edge (int u,int v) {
            e[++cnt].v=v;
            e[cnt].next=head[u];
            head[u]=cnt;
        }
        void dfs (int x,int y) {
            deep[x]=deep[y]+1;
            fa[x][0]=y;
            for (int i=1;(1<<i)<=deep[x];i++) fa[x][i]=fa[fa[x][i-1]][i-1];
            for (int i=head[x];i;i=e[i].next) if (e[i].v!=y) dfs (e[i].v,x);
        }
        int LCA (int x,int y) {
            if (deep[x]<deep[y]) swap (x,y);
            while (deep[x]>deep[y]) x=fa[x][__lg(deep[x]-deep[y])];
            if (x==y) return x;
            for (int k=__lg (deep[x]);k>=0;k--) if (fa[x][k]!=fa[y][k]) {
                x=fa[x][k];
                y=fa[y][k];
            }
            return fa[x][0];
        }
    }g1;
    
    int main () {
        scanf ("%d%d",&n,&m);
        g1.init ();
        for (int i=1;i<n;i++) {
            int x,y;
            scanf ("%d%d",&x,&y);
            g1.add_edge (x,y);
            g1.add_edge (y,x);
        }
        g1.dfs (1,0);
        for (int i=1;i<=m;i++) {
            int x,y,z,c_x,c_y,c_z,dx,dy,dz;
            scanf ("%d%d%d",&x,&y,&z);
            c_x=g1.LCA(x,y),dx=deep[x]+deep[y]-deep[c_x]+deep[z]-2*deep[g1.LCA (z,c_x)];
            c_y=g1.LCA(y,z),dy=deep[y]+deep[z]-deep[c_y]+deep[x]-2*deep[g1.LCA(x,c_y)];
    		c_z=g1.LCA(x,z),dz=deep[x]+deep[z]-deep[c_z]+deep[y]-2*deep[g1.LCA(y,c_z)];
            if (dx>dy) dx=dy,c_x=c_y;
            if (dx>dz) dx=dz,c_x=c_z;
            printf ("%d %d
    ",c_x,dx);
        }
    }
    
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