樹的直徑與最近公共祖先

2021-08-26 02:17:04 字數 1581 閱讀 1636

1.1.2 思路:設d[x]為從結點x出發走以x為根的子樹,能夠達到最遠結點的距離。設x的子節點為y1,y2,y3...yt,edge(x,yi)表示邊的權重,那就有:d[x] = max(i <= i <=t)

接下來設經過x的最長鏈的長度為f[x],那麼整棵樹的直徑就是max (1 <= x <= n)。f[x]可以由四個部分構成:x走yi子樹的最遠距離,x走yj子樹的最遠距離,x到yi的距離,x到yj的距離。也就是:f[x] = maxn

由於我們已經用d[x]儲存從結點x出發走向 「以yj為根的子樹(j < i)」 ,能夠達到的最遠距離,這個距離就是max。所以,我們只要先用d[x] + d[yi] + edge(x,yi)來更新f[x],再用d[yi] + edge(x,yi) 來更新d[x]即可。

1.2.1 思路:通過兩次bfs求出樹的直徑,更容易計算出直徑上的具體結點。做法包括兩步:

從任意乙個節點出發,通過bfs或dfs對樹進行一次遍歷,求出與出發點距離最遠的節點記為p

從節點p出發,通過bfs或dfs再進行一次遍歷,求出與p距離最遠的節點,記為q

那麼p到q的路徑就是樹的一條直徑。因為p一定是直徑的一端,而同理q也是樹的另一端,故演算法成立。

1.2.2 **示例:

#include#include#include#include#includeusing namespace std;

const int maxn = 100005;

vectorg[maxn];//用來存放有向邊

int d[maxn];//存放從起始點到該節點的距離

int p[maxn];//父節點

bool vis[maxn];//是否已訪問

int bfs(int s)

if(d[x] > maxlen)

} return ans;//返回最大距離的結點編號

}

給定一顆有根樹,若節點z既是節點x的祖先,也是節點y的祖先,則稱z是x,y的公共祖先。在x,y所有的公共祖先中,深度最大的乙個稱為x,y的最近公共祖先,記為lca(x,y)。

2.2.1 思路:

從x向上走到根節點,並標記所有經過的節點

從y向上走到根節點,當第一次遇到已標記的節點時,就找到了lca(x,y)

2.2.2 複雜度分析:最壞為o(n)

2.3.1 模板:最近公共祖先模板

2.3.2 複雜度分析:每次詢問複雜度為o(logn)

2.4.1 模板:

2.4.2 複雜度分析:離線演算法,需要把m次詢問一次性讀入,統一輸出。時間複雜度o(n+m)

《演算法競賽高階指南——李煜東》p341

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