首页 > 技术文章 > LCA——倍增

z-2-we 2022-03-16 19:24 原文

今天继续学习LCA,今天学的方法是倍增。

倍增的思路非常简单:

1.用dfs求出每个节点的深度。

2.若查询的u,v不在同一深度,则将深度深的节点的深度更新至深度浅的节点的深度(就是将深度深的节点更新成它的父节点)。

3.判断两个节点是否重合,若不重合,都更新成父节点,直至重合,这个节点就是u,v的最近公共祖先。

但是运行出来会很慢,所以就需要优化:

这里需要用到st表,存一个节点的向上找2^j次的祖宗,即是倍增,每次向上更新2^j比一次一次向上更新快。

下面是代码:

#include<iostream>
#include<cmath>
using namespace std;
int read(){
    int x=0,f=1;
    char a=getchar();
    while(a<'0'||a>'9'){
        if(a=='-')f=-1;
        a=getchar();
    }
    while(a>='0'&&a<='9'){
        x*=10;
        x+=a-'0';
        a=getchar();
    }
    return x*f;
}
int n,m,s;
int head[500010],tot;
int h[500010];
int vis[500010],f[500010][20],lg[500010];
struct node{
    int to;
    int nxt;
}edge[1000010];
void build(int u,int v){
    edge[++tot].to=v;
    edge[tot].nxt=head[u];
    head[u]=tot;
}
void dfs(int u){
    for(int i=head[u];i;i=edge[i].nxt){
        int v=edge[i].to;
        if(vis[v]==0){
            vis[v]=1;
            h[v]=h[u]+1;
            f[v][0]=u;
            for(int i=1;i<log2(h[v]);i++){
                f[v][i]=f[f[v][i-1]][i-1];
            }
            dfs(v);
        }
    }
}
int main(){
    n=read();m=read();s=read();
    for(int i=1;i<n;i++){
        int u,v;
        u=read();v=read();
        build(u,v);
        build(v,u);
    }
    for(int i=1;i<=n;i++){
        lg[i]=lg[i-1]+(1<<lg[i-1]==i);
    }
    vis[s]=1;
    f[s][0]=s;
    h[s]=1;
    dfs(s);
    for(int i=1;i<=m;i++){
        int u,v;
        u=read();v=read();
        while(h[u]<h[v]){
            v=f[v][lg[h[v]-h[u]]-1];
        }
        while(h[u]>h[v]){
            u=f[u][lg[h[u]-h[v]]-1];
        }
        for(int j=log2(h[v]);j>=0;j--){
            if(f[u][j]!=f[v][j]){
                u=f[u][j];
                v=f[v][j];
            }
        }
        while(u!=v){
            u=f[u][0];
            v=f[v][0];
        }
        printf("%d\n",v);
    }
    return 0;
}

 

推荐阅读