题解 【核心城市】

【题目描述】

X 国有 (n) 座城市，(n − 1) 条长度为 (1) 的道路，每条道路连接两座城市，且任意两座城市都能通过若干条道路相互到达，显然，城市和道路形成了一棵树。

X 国国王决定将 (k) 座城市钦定为 X 国的核心城市，这 (k) 座城市需满足以下两个条件：

1. 这 (k) 座城市可以通过道路，在不经过其他城市的情况下两两相互到达。
2. 定义某个非核心城市与这 (k) 座核心城市的距离为，这座城市与 (k) 座核心城市的距离的最小值。那么所有非核心城市中，与核心城市的距离最大的城市，其与核心城市的距离最小。你需要求出这个最小值。

【输入格式】

第一行 (2) 个正整数 (n,k)。

接下来 (n - 1) 行，每行 (2) 个正整数 (u,v)，表示第 (u) 座城市与第 (v) 座城市之间有一条长度为 (1) 的道路。

【输出格式】

一行一个整数，表示答案。

【输入样例】

1 2
2 3
2 4
1 5
5 6

【输出样例】

1

【样例解释】

钦定 (1,2,5) 这 (3) 座城市为核心城市，这样 (3,4,6) 另外 (3) 座非核心城市与核心城市的距离均为 (1)，因此答案为 (1)。

【数据规模与约定】

• (1 le k < n le 10 ^ 5)。
• (1 le u,v le n, u e v)，保证城市与道路形成一棵树。

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这题的前置知识是会求直径。

我们可以显然证明，直径的中点肯定是 (k) 座核心城市之一。

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伪证证明：
我们可以假设一个节点 (x) 是直径外，离直径最近的一个点。

显然，直径上的任意一个点到核心城市的距离，就是他到 (x) 的距离。

并且由于直径是树中最长的一条路径，所以没有其他点到 (x) 的距离大于直径端点到 (x) 的距离。

所以 (x) 在直径的时候，可以使与核心城市的距离最大的城市，其与核心城市的距离最小。

再证明 (x) 必须为直径的中点。

当 (x) 不为直径的中点时，必定有一个直径端点到 (x) 的距离稍稍的大那么一点点，只有当 (x) 为直径中点时，两个直径端点到 (x) 的最大值才会最小。

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在找直径的时候，记录每个点的父亲，找到端点后，进行回溯，找到直径的中点。

然后贪心的思想，对于每个节点 (i)，按照，以直径的中点为根，设 (deep_i) 为 (i) 节点的深度，(maxdeep_i) 表示 (i) 能到的最大深度。

按照能到达的最大深度减该节点的深度排序，取前 (k) 个数，就可以保证，与核心城市的距离最大的城市，其与核心城市的距离最小。

而且所选的点肯定是联通的。

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代码如下：

#include<bits/stdc++.h>
#define rint register int
using namespace std;
int read(){
    int s=0,f=1;char c=getchar();
    while(c<'0'||c>'9'){if(c=='-')f=0;c=getchar();}
    while(c>='0'&&c<='9')s=(s<<1)+(s<<3)+(c^48),c=getchar();
    return f?s:-s;
}
int n,k,dis[100010],vis[100010],point,faq;
int tot,head[200010],ver[200010],nxt[200010];
int pl[100010],maxdeep[100010],deep[100010];
int ans[100010],minn=-1;
bool cmp(int x,int y){
    return x>y;
}
void add(int x,int y){
    nxt[++tot]=head[x]; ver[tot]=y;
    head[x]=tot;
}
void bfs(int s){ //找直径
    memset(dis,0,sizeof dis);
    memset(vis,0,sizeof vis);
    queue<int>q; q.push(s); vis[s]=1;
    while(q.size()) {
        int x=q.front(); q.pop();
        for(rint i=head[x];i;i=nxt[i]){
            int y=ver[i];
            if(!vis[y]){
                pl[y]=x;
                dis[y]=dis[x]+1;
                q.push(y); vis[y]=1;
            }
        }
    }
    faq=0;
    for(rint i=1;i<=n;++i)
        if(dis[i]>faq) faq=dis[i],point=i;
}
void dfs(int x,int fa){ //处理深度
    maxdeep[x]=deep[x];
    for(rint i=head[x];i;i=nxt[i]){
        int y=ver[i];
        if(y==fa) continue;
        deep[y]=deep[x]+1; dfs(y,x);
        maxdeep[x]=max(maxdeep[x],maxdeep[y]);
    }
}
int main(){
    n=read(); k=read();
    for(rint i=1,x,y;i<n;++i){
        x=read(); y=read();
        add(x,y); add(y,x);
    }
    bfs(1); bfs(point);
    int mid_point=point;
    for(rint i=1;i<=faq+1>>1;++i) mid_point=pl[mid_point];
    dfs(mid_point,0);
    for(rint i=1;i<=n;++i) ans[i]=maxdeep[i]-deep[i];
    sort(ans+1,ans+1+n,cmp);
    for(rint i=k+1;i<=n;++i) minn=max(ans[i]+1,minn);
    printf("%d",minn);
    return 0;
}