倍增法lca 點的距離(鏈式前向星)

2021-09-25 17:57:03 字數 1860 閱讀 9187

給定一棵有n個結點的樹,q個詢問,每次詢問點x到點y亮點之間的距離

第一行乙個n,表示有n個節。

接下來有n-1行,每行2個整數x,y表示x,y之間有一條連邊。

然後乙個整數q,表示有q次詢問,接下來q行每行2個整數x,y表示詢問x到y的距離。

輸出q行,每行表示每個詢問的結果

6

1 21 3

2 42 5

3 62

2 65 6

3

4

倍增法是由幾個步驟配合完成的:

首先我們對輸入的資料進行建樹,然後對樹進行深度遍歷得到每個節點的深度以及記錄它們的父節點。

然後我們用乙個特殊的陣列st[i][j]表示節點i上跳2^j次後得到的節點,其中st[i][0]表示第i個節點的父節點,有乙個公式是需要理解的,st[ i ][ j ]=st[ st[i][j-1] ][ j-1 ],意思就是第i個節點上跳2^j個節點等於i節點向上跳2^(j-1)的這個節點向上跳2^(j-1)次方(2^j=2^(j-1)+2^(j-1)),j的取值範圍為[1,log2 n]。

接著就是求兩個節點的最近公共祖先,首先我們要把兩個節點調整到同一深度,具體做法是是使深度大的上跳;當到達同一深度後同時上跳,直到上跳得到的節點相同,那麼這個節點就是它們的最近公共祖先,在程式中用get_lca()來實現。

這題首先求出兩個節點的lca,然後x,y兩點之間的最短路徑就是x->xy的最近公共祖先->y,它們的距離就等於x的深度加上y的深度減去兩倍的公共祖先的深度。

關於鏈式前向星,它是通過儲存邊來儲存一顆樹的,首先用num_edge記錄邊的編號(順序無關)。然後有乙個first[i]陣列,它儲存的是與i點相連的已加入的最後一條邊的num_edge編號(為什麼這樣儲存後面說),然後開乙個結構體edge,next表示下一條邊的num_edge編號,to表示這條邊到達的點。

儲存的方法是:每加入一條邊(i,j),就把這條邊加到i、j鍊錶的首部,並更新first[i],first[j]陣列。

廣度優先遍歷的方法就是,對於與i相連的所有點,找到最後一次加入的邊的num_edge編號,i是邊的起點(不是真正意義的起點),edge[i].to是邊的終點,通過訪問edge[i].next找到下一條與i相連的邊的編號繼續訪問。

而深度優先遍歷則是找到某條邊的終點(不是真正意義的終點),將這個終點作為起點,繼續訪問它的終點迴圈下去。

#include#includeusing namespace std;

const int maxn=4e5+10;

int num_edge=0,father[maxn],dep[maxn],st[maxn][25];

int first[maxn];//x點最後一條邊的編號

struct edge

edge[maxn*2];

void add_edge(int from,int to)

void dfs(int x,int fa)

}int get_lca(int x,int y)

} return father[x];

}int main()

dep[1]=1;//選作為根節點

dfs(1,0);

for(int i=1;i<=n;i++)

st[i][0]=father[i];//向上跳一格就是自己的父節點

for(int j=1;j<=20;j++)

for(int i=1;i<=n;i++)

st[i][j]=st[ st[i][j-1] ][ j-1 ];

scanf("%d",&q);

while(q--)

return 0;

}

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