图论2 最近公共祖先LCA
模板
吸取洛谷P3379的教训,我决定换板子(其实本质都是倍增是一样的),把vector换成了边表
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#: 输出样例#:
洛谷P3379 题目要求
/*这个题,顺手就超时
抵抗超时的办法,就是读入优化,printf
真是苦了我这种常年用cin cout的孩子*/
#include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;
#define maxn 500010
int n,m,s,f[maxn][],deep[maxn],head[maxn],num;
struct node{
int to,pre;
}e[maxn<<];
int qread(){
int x=,j=;
char ch=getchar();
while(ch<''||ch>''){if(ch=='-')j=-;ch=getchar();}
while(ch<=''&&ch>=''){x=x*+ch-'';ch=getchar();}
return x*j;
}
void Insert(int from,int to){
e[++num].to=to;
e[num].pre=head[from];
head[from]=num;
}
void find_deep(int from,int now,int dep){
f[now][]=from;deep[now]=dep;
for(int i=head[now];i;i=e[i].pre){
int v=e[i].to;
if(v!=from){
find_deep(now,v,dep+);
}
}
}
void find_father(){
for(int j=;j<=;j++)
for(int i=;i<=n;i++)
f[i][j]=f[f[i][j-]][j-];
}
int get(int a,int delta){
for(int i=;i<=;i++){
if(delta&(<<i))a=f[a][i];
}return a;
}
int lca(int a,int b){
if(deep[a]<deep[b])swap(a,b);
a=get(a,deep[a]-deep[b]);
if(a==b) return a;
for(int i=;i>=;i--){
if(f[a][i]!=f[b][i]){
a=f[a][i],b=f[b][i];
}
}
return f[a][];
}
int main(){
n=qread(),m=qread(),s=qread();
int x,y;
for(int i=;i<=n-;i++){
x=qread();y=qread();
Insert(x,y);
Insert(y,x);
}
find_deep(s,s,);
find_father();
for(int i=;i<=m;i++){
x=qread();y=qread();
int ans=lca(x,y);
printf("%d\n",ans);
}
return ;
}
例题
codevs1036 商务旅行
注意:
将两点处理到深度相同的过程中,走过的路径就是两点深度差
在处理两个点一起向上追溯的时候,记录的路径应该是深度差的两倍
商务旅行
题目描述 Description
某首都城市的商人要经常到各城镇去做生意,他们按自己的路线去做,目的是为了更好的节约时间。 假设有N个城镇,首都编号为1,商人从首都出发,其他各城镇之间都有道路连接,任意两个城镇之间如果有直连道路,在他们之间行驶需要花费单位时间。该国公路网络发达,从首都出发能到达任意一个城镇,并且公路网络不会存在环。 你的任务是帮助该商人计算一下他的最短旅行时间。 输入描述 Input Description
输入文件中的第一行有一个整数N,<=n<= ,为城镇的数目。下面N-1行,每行由两个整数a 和b (<=a, b<=n; a<>b)组成,表示城镇a和城镇b有公路连接。在第N+1行为一个整数M,下面的M行,每行有该商人需要顺次经过的各城镇编号。 输出描述 Output Description
在输出文件中输出该商人旅行的最短时间。 样例输入 Sample Input 样例输出 Sample Output
题目描述
#include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;
#define maxn 60010
int n,m,num,head[maxn],deep[maxn],f[maxn][];
struct node{
int to,pre;
}e[maxn];
void Insert(int from,int to){
e[++num].pre=head[from];
e[num].to=to;
head[from]=num;
}
void find_deep(int from,int now,int dep){
deep[now]=dep;f[now][]=from;
for(int i=head[now];i;i=e[i].pre){
int v=e[i].to;
if(v!=from)find_deep(now,v,dep+);
}
}
void find_father(){
for(int i=;i<=;i++)
for(int j=;j<=n;j++)
f[j][i]=f[f[j][i-]][i-];
}
int get(int now,int delta){
for(int i=;i<=;i++){
if(delta&(<<i))now=f[now][i];
}
return now;
}
int lca(int a,int b){
if(deep[a]<deep[b])swap(a,b);
if(a==b)return ;
int result=;
result+=deep[a]-deep[b];
a=get(a,deep[a]-deep[b]);
for(int i=;i>=;i--){
if(f[a][i]!=f[b][i]){
result+=*(deep[a]-deep[f[a][i]]);
a=f[a][i];b=f[b][i];
}
}
if(a!=b)result+=;
return result;
}
int main(){
scanf("%d",&n);int x,y;
for(int i=;i<n;i++){
scanf("%d%d",&x,&y);
Insert(x,y);
Insert(y,x);
}
find_deep(,,);
find_father();
scanf("%d",&m);
int ans=;
x=;
for(int i=;i<=m;i++){
scanf("%d",&y);
ans+=lca(x,y);
x=y;
}
printf("%d",ans);
}
AC
2370 小机房的树
这道题相对于上一题无非就是加了个sum数组
sum数组的处理用的倍增,和f数组相似,sum[i][j]记录的是从i向上走(1<<j)条路的总路程
注意:
在累计答案的时候,要在改变点的位置之前使用该点
ans+=sum[a][i]+sum[b][i];
a=f[a][i];b=f[b][i];
而不要
a=f[a][i];b=f[b][i];
ans+=sum[a][i]+sum[b][i];
小机房的树
题目描述 Description
小机房有棵焕狗种的树,树上有N个节点,节点标号为0到N-,有两只虫子名叫飘狗和大吉狗,分居在两个不同的节点上。有一天,他们想爬到一个节点上去搞基,但是作为两只虫子,他们不想花费太多精力。已知从某个节点爬到其父亲节点要花费 c 的能量(从父亲节点爬到此节点也相同),他们想找出一条花费精力最短的路,以使得搞基的时候精力旺盛,他们找到你要你设计一个程序来找到这条路,要求你告诉他们最少需要花费多少精力 输入描述 Input Description
第一行一个n,接下来n-1行每一行有三个整数u,v, c 。表示节点 u 爬到节点 v 需要花费 c 的精力。
第n+1行有一个整数m表示有m次询问。接下来m行每一行有两个整数 u ,v 表示两只虫子所在的节点
输出描述 Output Description
一共有m行,每一行一个整数,表示对于该次询问所得出的最短距离。 样例输入 Sample Input 样例输出 Sample Output 数据范围及提示 Data Size & Hint
<=n<=, <=m<=, <=c<=
题目描述
/*
作者:thmyl
题目:p2370 小机房的树
*/
#include<iostream>
#include<cstdio>
#define maxn 110000
using namespace std;
int head[maxn],deep[maxn],sum[maxn][],f[maxn][];
int n,m,num,ans;
struct node{
int to,v,pre;
}e[maxn];
void Insert(int from,int to,int v){
e[++num].to=to;
e[num].v=v;
e[num].pre=head[from];
head[from]=num;
}
void find_deep(int from,int now,int dep,int val){
deep[now]=dep;f[now][]=from;sum[now][]=val;
for(int i=head[now];i;i=e[i].pre){
int v=e[i].to;
if(v!=from)find_deep(now,v,dep+,e[i].v);
}
}
void find_father(){
for(int i=;i<=;i++)
for(int j=;j<=n;j++)
f[j][i]=f[f[j][i-]][i-];
for(int i=;i<=;i++)
for(int j=;j<=n;j++)
sum[j][i]=sum[f[j][i-]][i-]+sum[j][i-];
}
int get(int a,int delta){
for(int i=;i<=;i++){
if(delta&(<<i))ans+=sum[a][i],a=f[a][i];
}
return a;
}
int lca(int a,int b){
if(deep[a]<deep[b])swap(a,b);
if(a==b)return ;
a=get(a,deep[a]-deep[b]);
for(int i=;i>=;i--){
if(f[a][i]!=f[b][i]){
ans+=sum[a][i]+sum[b][i];
a=f[a][i];b=f[b][i];
}
}
if(a!=b)ans+=sum[a][]+sum[b][];
}
int main(){
scanf("%d",&n);
int x,y,z;
for(int i=;i<n;i++){
scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);
Insert(x+,y+,z);
Insert(y+,x+,z);
}
find_deep(,,,);
find_father();
scanf("%d",&m);
for(int i=;i<=m;i++){
scanf("%d%d",&x,&y);
ans=;lca(x+,y+);
printf("%d\n",ans);
}
}
AC
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