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。

解析:

1.用最朴素的方法来完成,询问的两个点一步一步的网上跳。即一个点一直往上跳到根节点,所有经过的点都做上标记,另个一个点再网上跳时遇到的第一个节点即为两者的最近公共祖先。

存储也用了最朴素的方法,二维数组,因为n<500000,所以假设树的宽度最多为100;(有3个点超时间)

#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
const int maxn=501000;
int fa[maxn],vis[maxn],flag[maxn];
int a[maxn][100],q[maxn],head,tail;
int n,m,s;
int main(){
     cin>>n>>m>>s;
     for(int i=1;i<n;i++){
         int x,y;
         cin>>x>>y;
         a[x][0]++;
         a[x][a[x][0]]=y;
        a[y][0]++;
        a[y][a[y][0]]=x;    
     }
     fa[s]=0;flag[s]=1;
     q[1]=s;head=0;tail=1;
    while (head<tail){//队列,每次处理队首元素。
        head++;
         int t=q[head];    
         for(int i=1;i<=a[t][0];i++)
         if(!flag[a[t][i]]){
             fa[a[t][i]]=t;
             tail++;
             q[tail]=a[t][i];
             flag[a[t][i]]=1;
         }
     }
     for(int i=1;i<=m;i++){
         int x,y;
         cin>>x>>y;
         memset(vis,0,sizeof(vis));
         vis[x]=1;
         while (fa[x]) {
             x=fa[x];
             vis[x]=1;
         }
         while(!vis[y])y=fa[y];
         cout<<y<<endl;
     }
     return 0;
 }

2.LCA

(1)3个点超时间

#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
const int maxn=501000;
struct node{
    int v,next;
}e[2*maxn];
int fa[maxn][30],vis[maxn],flag[maxn];
int head[2*maxn],d[maxn];
int n,m,s,tot;
void add(int x,int y){
    e[++tot].v=y;//增加一条边 
    e[tot].next=head[x];//边的另一端点是x 
    head[x]=tot;//以x为头的边表 
}
void dfs(int u,int w){
    d[u]=d[w]+1;
    fa[u][0]=w;
    for(int i=1;(1<<i)<=d[u];i++)
        fa[u][i]=fa[fa[u][i-1]][i-1];
    for(int i=head[u];i;i=e[i].next){
        int v=e[i].v;
        if(v!=w)dfs(v,u);
    }
    
}
int lca(int a,int b){//b是a的父亲节点 
    if(d[a]>d[b]) swap(a,b);//如果a的深度大于b则交换 
    for(int i=20;i>=0;i--)//树的深度小于20 
        if(d[a]<=d[b]-(1<<i))//如果b向上跳2的i次方深度还大于b 
            b=fa[b][i];//则跳 
    if(a==b) return a;//如果正好跳到a的位置,则返回a 
    for(int i=20;i>=0;i--){//ab同时向上跳 
        if(fa[a][i]!=fa[b][i]) //如果跳2的i次方不相等,则跳过去。 
            a=fa[a][i],b=fa[b][i];
    }
    return fa[a][0];//最后返回a的父亲; 
}
int main(){
     cin>>n>>m>>s;
     for(int i=1;i<n;i++){
         int x,y;
         cin>>x>>y;
         add(x,y);//一维数组模拟邻接表 
        add(y,x);    
     }
     dfs(s,0);
     for(int i=1;i<=m;i++){
         int x,y;
         cin>>x>>y;
         cout<<lca(x,y)<<endl;
     }
     return 0;
 }

(2)修改输入输出后就全过了

原文地址:https://www.cnblogs.com/ssfzmfy/p/11154090.html