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题目大意:求树上任意两点距离。

 

思路:

dis[i]表示i到根的距离(手动选根),则u、v的距离=dis[u]+dis[v]-2*dis[lca(u,v)]。

lca:u~v的dfs序列区间里,深度最小的节点即为u、v的lca(最近公共祖先),RMQ把它找到。

 

难点:

何为dfs序:

就是树上dfs依次遍历的节点编号的序列。它的特点是回溯时会【再次】经过非叶节点,非叶节点在dfs序中出现多次,且dfs序列个数>节点个数。

为什么要用dfs序:

因为u、v的lca只出现在u、v的dfs序间。比如树1 3、1  2。dfs遍历的节点依次为1 3 1 2。3、2的lca为其中间的1。

 

RMQ的dp[i][j]的理解:

请把dp[][]看成一维数组,也就是只看第一维来理解这句话:i:dfs序为i,j:以i开始,长度为2^j的区间里depth最小的dfs序节点。

初始状态:依次储存dfs序(即dp[i][0]=i)。

状态转移:看看两个子区间的两个值,哪个depth更小,该区间就可以更新了。

 

实现:

lca实现:dfs序储存+depth[]+RMQ

dfs序实现:pos[](下标:节点编号,储存:dfs序)+ t[](下标:dfs序,储存:节点编号)(最后的dis[]查询要节点编号)

(pos[]既可以存节点的第一个dfs序也可以存最后一个dfs序,因为dfs序区间保证了包含lca,而那个depth最小的就是lca,dp会把它找到)

dep[]:下标dfs序,储存对应编号的depth

RMQ:dp[i][j] 

dis[]实现:dfs会遍历每个节点一次或多次,dis[v]=0表示第一次,更新,dis[v]!=0表示v是回溯,跳过。

 

 

 1     public static void main(String[] args) {
 2         int T=io.nextInt();
 3         while (T-->0){
 4             n=io.nextInt();m=io.nextInt();
 5 
 6             Arrays.fill(head,-1);
 7             Arrays.fill(dis,0);
 8             size=0;
 9             for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
10                 int a=io.nextInt(),b=io.nextInt(),c=io.nextInt();
11                 edges[size]=new Edge(b,head[a],c);
12                 head[a]=size++;
13                 edges[size]=new Edge(a,head[b],c);
14                 head[b]=size++;
15             }
16 
17             tot=0;
18             dfs(1,0);
19 
20             for (int i=0;i<tot;i++)dp[i][0]=i;
21             for (int j=1;(1<<j)<=tot;j++){
22                 for (int i=1;i+(1<<j)-1<=tot;i++){
23                     dp[i][j]= dep[dp[i][j-1]]<dep[dp[i+(1<<j-1)][j-1]]?
24                             dp[i][j-1]:dp[i+(1<<j-1)][j-1];
25                 }
26             }
27 
28             while (m-->0){
29                 int a=io.nextInt(),b=io.nextInt();
30 //                因为dp[u][k]的u一定要左节点,dp[v-(1<<k)+1][k]的v一定要右节点
31                 int u=Math.min(pos[a],pos[b]),v= Math.max(pos[a],pos[b]);
32 
33                 int k=(int)(Math.log(v-u+1)/Math.log(2));
34                 int dfsfa=dep[dp[u][k]]<dep[dp[v-(1<<k)+1][k]]?
35                         dp[u][k]:dp[v-(1<<k)+1][k];
36                 int fa=t[dfsfa];
37                 io.println(dis[a]+dis[b]-2*dis[fa]);
38             }
39         }
40     }
41 
42     static void dfs(int u,int de){
43         pos[u]=tot;dep[tot]=de;t[tot++]=u;
44         for (int i=head[u];i!=-1;i=edges[i].next){
45             if (dis[edges[i].v]!=0)continue;
46             dis[edges[i].v]=dis[u]+edges[i].dis;
47             dfs(edges[i].v,de+1);
48 //            这一步就保证了lca出现在u、v的dfs序间
49 //            如树1 3、1 2,dfs序为1 3 1 2,这一步保证了1 再次出现在3 2间
50             dep[tot]=de;t[tot++]=u;
51         }
52     }

 

分类:

LCA

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