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 }