另一種理解方式是把t理解為乙個無向無環圖,而lca(t,u,v)即u到v的最短路上深度最小的點。
這裡給出乙個lca的例子:
對於t=
v=e=
則有:lca(t,5,2)=1
lca(t,3,4)=3
lca(t,4,5)=3
編輯離線演算法 tarjan
利用並查集優越的時空複雜度,我們可以實現lca問題的o(n+q)演算法,這裡q表示詢問的次數。
tarjan演算法基於深度優先搜尋的框架,對於新搜尋到 的乙個結點,首先建立由這個結點構成的集合,再對當前結點的每乙個子樹進行搜尋,每搜尋完一棵子樹,則可確定子樹內的lca詢問都已解決。其他的lca詢問的結果必然在這個子樹之外,這時把子樹所形成的集合與當前結點的集合合併,並將當前結點設為這個集合的祖先。
下面給出這個演算法的偽**描述:
lca(u)
checked[u]=true
對於每個(u,v)屬於p
}
由於是基於深度優先搜尋的演算法,只要呼叫lca(root[t])就可以回答所有的提問了,這裡root[t]表示樹t的根,假設所有詢問(u,v)構成集合p。
每次詢問o(logn)
d[i] 表示 i節點的深度, p[i,,j] 表示 i 的 2^j 倍祖先
那麼就有乙個遞推式子 p[i,,j]=p[p[i,,j-1],,j-1]
這樣子乙個o(nlogn)的預處理求出每個節點的 2^k 的祖先
然後對於每乙個詢問的點對(a, b)的最近公共祖先就是:
先判斷是否 d[a] > d[b] ,如果是的話就交換一下(保證 a 的深度小於 b 方便下面的操作),然後把b 調到與a 同深度, 同深度以後再把a, b 同時往上調(dec(j)) 調到有乙個最小的j 滿足p[a,,j]!=p[b,,j] (a b 是在不斷更新的), 最後再把 a, b 往上調 (a=p[a,0], b=p[b,0]) 乙個乙個向上調直到a = b, 這時 a or b 就是他們的最近公共祖先。
編輯問題描述:
設計乙個演算法,對於給定的樹中 結點返回它們的最近公共祖先。
程式設計任務:
對於給定的樹和樹中結點對,計算結點對的最近公共祖先。
資料輸入:
由檔案input.txt給出輸入資料。
第一行有1個正整數n,表示給定的樹有n個頂點,編0號為1,2,…,n。編號為1 的頂點是樹根。接下來的n 行中,第i+1 行描述與i 個頂點相關聯的子結點的資訊。每行的第乙個正整數k表示該頂點的兒子結點數。其後k個數中,每1 個數表示1 個兒子結點的編號。當k=0 時表示相應的結點是葉結點。檔案的第n+2 行是1 個正整數m,表示要計算最近公共祖先的m個結點對。接下來的m行,每行2 個正整數,是要計算最近公共祖先的結點編號。
結果輸出:
將程式設計計算出的m個結點對的最近公共祖先結點編號輸出到檔案output.txt。每行3 個
正整數,前2 個是結點對編號,第3 個是它們的最近公共祖先結點編號。
輸入檔案示例(input.txt)
12
3 2 3 4
2 5 600
2 7 8
2 9 1000
02 11 1200
53 11
7 12
4 89 12
8 10
輸出檔案示例(output.txt)
3 11 1
7 12 2
4 8 1
9 12 6
8 10 2
c++**實現:
#include#include#includeusing namespace std;
#definemax_size 1010
int d[max_size],p[max_size][10];
int head[max_size];
int cnt;
structedgeeg[max_size];
//建樹的函式
void add(int x,int y)
//dfs()初始整顆數,算出d[1-n],p[1-n][j];
void dfs(intk)
dfs(x);
}}int find_lca(int x,int y)
if (x==y)return x;
k=0;//向上調節,找最近公共祖先,演算法的核心,相當於乙個二分查詢。
while(x!=y)
else k--;//如果p[x][k]=p[y][k],可以說明p[x][k]一定是x和y的共祖先,但不一定是最近的,所以向下找看還有沒有更近的公共祖先
}return x;
}int main()
dfs(1);
for(i=0;i}
return 0;
}
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