• 洛谷P3379 【模板】最近公共祖先(LCA)


    题目描述

    如题,给定一棵有根多叉树,请求出指定两个点直接最近的公共祖先。

    输入输出格式

    输入格式:

    第一行包含三个正整数N、M、S,分别表示树的结点个数、询问的个数和树根结点的序号。

    接下来N-1行每行包含两个正整数x、y,表示x结点和y结点之间有一条直接连接的边(数据保证可以构成树)。

    接下来M行每行包含两个正整数a、b,表示询问a结点和b结点的最近公共祖先。

    输出格式:

    输出包含M行,每行包含一个正整数,依次为每一个询问的结果。

    输入输出样例

    输入样例#1: 复制
    5 5 4
    3 1
    2 4
    5 1
    1 4
    2 4
    3 2
    3 5
    1 2
    4 5
    输出样例#1: 复制
    4
    4
    1
    4
    4
    

    说明

    时空限制:1000ms,128M

    数据规模:

    对于30%的数据:N<=10,M<=10

    对于70%的数据:N<=10000,M<=10000

    对于100%的数据:N<=500000,M<=500000

    样例说明:

    该树结构如下:

    第一次询问:2、4的最近公共祖先,故为4。

    第二次询问:3、2的最近公共祖先,故为4。

    第三次询问:3、5的最近公共祖先,故为1。

    第四次询问:1、2的最近公共祖先,故为4。

    第五次询问:4、5的最近公共祖先,故为4。

    故输出依次为4、4、1、4、4。

    /*
        倍增写法 常数略大
        我觉得不太好理解 所以我不用倍增了
    */
    #include <bits/stdc++.h>
    
    using namespace std;
    
    const int MAXN = 500010;
    
    int deep[MAXN],f[MAXN][25],lg[MAXN],head[MAXN],cnt;
    int n,m,s;
    
    struct node{
        int to,pre;
    }G[MAXN*2];
    
    void add(int from,int to){
        G[++cnt].to = to;
        G[cnt].pre = head[from];
        head[from] = cnt;
    }
    
    inline int read() {
         int x = 0,m = 1;
         char ch;
         while(ch < '0' || ch > '9')  {if(ch == '-') m = -1;ch = getchar();}
         while(ch >= '0' && ch <= '9'){x = x*10+ch-'0';ch=getchar();}
         return m * x;
     }
    
    inline void dfs(int u)
    {
        for(int i = head[u];i;i = G[i].pre)
        {
            int v = G[i].to;
            if(v != f[u][0])
            {
                f[v][0] = u;
                deep[v] = deep[u] + 1;
                dfs(v);
            }
        }
    }
    
    inline int lca(int u,int v)
    {
        if(deep[u] < deep[v]) swap(u,v);
        int dis = deep[u] - deep[v];
        for(register int i = 0;i <= lg[n];i++)
        {
            if((1 << i) & dis) u = f[u][i];
        }
        if(u == v) return u;
        for(register int i = lg[deep[u]];i >= 0;i--)
        {
            if(f[u][i] != f[v][i])
            {
                u = f[u][i];v = f[v][i];
            }
        }
        return f[u][0];
    }
    
    inline void init()
    {
        for(register int j = 1;j <= lg[n];j++)
        {
            for(register int i = 1;i <= n;i++)
            {
                if(f[i][j-1] != -1)
                f[i][j] = f[f[i][j-1]][j-1];
            }
        }
    }
    
    int main()
    {
        int x,y,a,b;
        n = read();m = read();s = read();
        for(register int i = 1;i <= n;i++)
        {
            lg[i] = lg[i-1] + (1 << lg[i-1] + 1 == i);
        }
        for(register int i = 1;i <= n-1;i++)
        {
            x = read();y = read();
            add(x,y);add(y,x);
        }
        dfs(s);
        init();
        while(m--)
        {
            a = read();b = read();
            printf("%d
    ",lca(a,b));
        }
        return 0;
    }
    倍增
    /*
        这种树剖写法好理解(好背)
        虽然代码比倍增略长 但是也比倍增快
        简直完美2333333
        所以以后就用这种方法辣
    */
    
    #include <bits/stdc++.h>
    
    using namespace std;
    
    const int maxn = 500005;
    
    int fa[maxn],top[maxn],id[maxn],son[maxn],depth[maxn],size[maxn];//树剖要用的所有数组
    int n,m,s,head[maxn],cnt;
    
    struct node{
        int to,pre;
    }G[maxn*2];
    
    void addedge(int from,int to){
        G[++cnt].to = to;
        G[cnt].pre = head[from];
        head[from] = cnt;
    }
    
    void dfs1(int x){
        size[x] = 1;
        for(int i = head[x];i;i = G[i].pre){
            int cur = G[i].to;
            if(cur == fa[x]) continue;
            depth[cur] = depth[x] + 1;
            fa[cur] = x;
            dfs1(cur);
            size[x] += size[cur];
            if(size[cur] > size[son[x]]) son[x] = cur;
        }
    }
    
    void dfs2(int x,int t){
        top[x] = t;
        if(son[x]) dfs2(son[x],t);
        for(int i = head[x];i;i = G[i].pre){
            int cur = G[i].to;
            if(cur != fa[x] && cur != son[x])
                dfs2(cur,cur);
        }
    }
    
    int lca(int x,int y){
        while(top[x] != top[y]){
            if(depth[top[x]] < depth[top[y]]) swap(x,y);
            x = fa[top[x]];
        }
        if(depth[x] > depth[y]) swap(x,y);
        return x;
    }
    
    int main(){
        int x,y,a,b;
        scanf("%d%d%d",&n,&m,&s);
        for(int i = 1;i < n;i++){
            scanf("%d%d",&x,&y);
            addedge(x,y);addedge(y,x);
        }
        dfs1(s);
        dfs2(s,s);
        while(m--){
            scanf("%d%d",&a,&b);
            printf("%d
    ",lca(a,b));
        }
        return 0;
    }
    树剖写法
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/bryce02/p/9898049.html
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