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  • LCA问题【RMQ+Tarjan】

    LCA-求树上两点最近公共祖先问题

    lrj的紫书上提供了一种将LCA问题转化为RMQ问题的方法,即dfs一次处理出一个序列,first(u)代表u第一次出现的下标,则对于u,v的最近公共祖先的下标即为RMQ(first(u), first(v))。

    LCA->RMQ(在线处理):

     1 #include<bits/stdc++.h>
     2 using namespace std;
     3 const int N = 40010, M = 25;
     4 int ver[2*N], R[2*N], first[N], dir[N], dp[2*N][M], tot;
     5 /*ver[i]保存下标为i的结点编号,R[i]为下标为i的结点深度,first[i]为编号为i的结点第一次出现的下标,
     6 dp[i][j]为起始下标为i,长度为1<<j的区间的最小深度的结点的下标*/
     7 bool vis[N];
     8 struct Node {
     9     int to, w;
    10 };
    11 vector<Node> G[N];
    12 
    13 void dfs(int u, int dep) {
    14     vis[u] = true; ver[++tot] = u; first[u] = tot; R[tot] = dep;
    15     for (int i = 0; i < G[u].size(); ++i) {
    16         int v = G[u][i].to, w = G[u][i].w;
    17         dir[v] = dir[u] + w;  
    18         if (vis[v]) continue;
    19         dfs(v, dep+1);
    20         ver[++tot] = u; R[tot] = dep; 
    21     }
    22 }
    23 
    24 void RMQ_init(int l, int r) {
    25     for (int i = l; i <= r; ++i) dp[i][0] = ver[i];
    26     for (int k = 1; (1<<k) <= r-l+1; ++k)
    27         for (int i = l; i + (1<<k) <= r; ++i) {
    28             int a = dp[i][k-1], b = dp[i+(1<<(k-1))][k-1];
    29             if (R[a] > R[b]) dp[i][k] = b;
    30             else dp[i][k] = a;
    31         }
    32 }
    33 
    34 int RMQ(int l, int r) {
    35     int k = 0;
    36     while ((1<<(k+1)) <= r-l+1) ++k;
    37     int a = dp[l][k], b = dp[r-(1<<k)][k];
    38     if (R[a] > R[b]) return b;
    39     else return a; 
    40 }
    41 
    42 int LCA(int u, int v) {
    43     int x = first[u], y = first[v];
    44     if (x > y) swap(x, y);
    45     int res = RMQ(x, y);
    46     return ver[res];
    47 }
    48 
    49 int main() {
    50     int n;
    51     while (cin >> n) {
    52         memset(dir, 0, sizeof(dir));
    53         memset(vis, 0, sizeof(vis));
    54         for (int i = 1; i <= n; ++i) G[i].clear();
    55         tot = 0;
    56         int a, b, c;
    57         for (int i = 1; i < n; ++i) {
    58             cin >> a >> b >> c;
    59             G[a].push_back(Node{b, c});
    60         }
    61         dfs(1, 1);
    62         RMQ_init(1, 2*n-1);
    63         int q, u, v;
    64         cin >> q;
    65         while (q--) {
    66             cin >> u >> v;
    67             cout << LCA(u, v) << endl;
    68         }
    69     }
    70 
    71     return 0;
    72 }

    Tarjan算法(离线处理):

    具体思想不再阐述,下图代表处理编号10的结点的询问时的状态(同色代表处于同一个集合);

     1 #include<bits/stdc++.h>
     2 using namespace std;
     3 const int maxn = 10005;
     4 int p[maxn], anc[maxn];
     5 bool vis[maxn];
     6 vector<int> G[maxn];
     7 vector<int> q[maxn];
     8 
     9 int find(int x) {return x == p[x] ? x : p[x] = find(p[x]);}
    10 
    11 void Union(int x, int y) {
    12     x = find(x); y = find(y);
    13     if (x == y) return;
    14     p[y] = x;
    15 }
    16 
    17 void LCA(int u) {
    18     anc[u] = u;
    19     for (int i = 0; i < G[u].size(); ++i) {
    20         int v = G[u][i];
    21         LCA(v);
    22         Union(u, v);
    23         anc[find(u)] = u;
    24     }
    25     vis[u] = true;
    26     for (int i = 0; i < q[u].size(); ++i) {
    27         int v = q[u][i];
    28         if (!vis[v]) continue;
    29         printf("LCA(%d, %d): %d
    ", u, v, anc[find(v)]);
    30     }
    31 }
    32 
    33 int main() {
    34     int n;
    35     while (~scanf("%d", &n)) {
    36         int a, b, k;
    37         memset(vis, 0, sizeof(vis));
    38         for (int i = 1; i <= n; ++i) G[i].clear(), p[i] = i;
    39         for (int i = 1; i < n; ++i) {
    40             scanf("%d%d", &a, &b);
    41             G[a].push_back(b);
    42         }
    43         scanf("%d", &k);
    44         for (int i = 0; i < k; ++i) q[i].clear();
    45         while (k--) {
    46             scanf("%d%d", &a, &b);
    47             q[a].push_back(b);
    48             q[b].push_back(a);
    49         }
    50         LCA(1);
    51     }
    52 
    53     return 0;
    54 }
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/robin1998/p/6591679.html
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