有根树中,一个节点到根的路径上的所有节点被视为这个点的祖先,包括根和它本身
对于点a和b,如果c既是a的祖先又是b的祖先,那么c是a和b的公共祖先 ##深度 子节点的深度=父节点深度+1,一般我们定根的深度为1
树上两个节点的所有公共祖先中,深度最大的那个称为两个点的最近公共祖先(LCA)
很明显,这个方法是很想爬山,我们可以先然两个节点中,深度大的依着父亲爬到两节点深度相同,然后,两个节点一起爬,最后,爬到了同一个节点,这,就是ans; 很明显,这个方法有几个缺陷,时间为O(n),并且,还要用bfs算深度
在前面爬山法进行改进,在爬山的过程中,其实有些地方可以一蹦千尺高,但却一步一步地走,大大的浪费了时间,于是,我们运用倍增
众所周知,任意一个数是可用二进制来表示,如果,我们用一个二进制来表示两个节点的深度差,那不是就把时间化为O(log2n)
设一个数组dp[i][j]从i这个节点往上走2j步,那么,dp[i][j-1]j就是再往根的方向走2(j-1)步,如果再走2(j-1)步,就相当于走了2j,所以,dp[i][j]=dp[dp[i][j-1]][j-1] 其中,dp[i][0]=fa[i];
那如何来求dp这个数组呢
我们可以在bfs求树上每个点深度的时候,顺便预处理dp数组
void bfs() { queue<int>q; d[root]=1; q.push(root); while(q.size()) { int temp=q.front(); q.pop(); for(int i=0;i<g[temp].size();i++) { int v=g[temp][i]; if(d[v]) { continue; } d[v]=d[temp]+1; dp[v][0]=temp; for(int j=1;j<=Maxstep;j++) { dp[v][j]=dp[dp[v][j-1]][j-1]; } q.push(v); } } }LCA就是在爬山的基础上,将一步一步的枚举,改为,从大到小走2j
int LCA(int a, int b) { if (d[a] > d[b]) { swap(a, b); } for (int i = Maxstep; i >= 0; i--) { if (d[dp[b][i]] >= d[a]) { b = dp[b][i]; } } if (a == b) { return a; } for (int i = Maxstep; i >= 0; i--) { if (dp[b][i] != dp[a][i]) { a = dp[a][i]; b = dp[b][i]; } } return dp[a][0]; }可以先求出两点的LCA,然后,这两点的距离,就是公共祖先到A的距离+公共祖先到B的距离,而距离,可以和算深度一样,算到根节点的距离
int dist(int x, int y) { return d[x] + d[y] - d[LCA(x, y)] * 2; }离线的求LCA的方法 先dfs,然后,标记,用并查集的路径压缩记录这个节点,最近的,没有回溯的节点,如果,询问的两个节点中有被访问的,那就可以将这个结点并查集的祖先放进去,正因为这样,所以,所有的,都需要先放进去,在dfs
void Trajan(int x) { vis[x] = 1; for (int i = 0; i < g[x].size(); i++) { int v = g[x][i]; if (vis[v]) { continue; } Trajan(v); fa[v] = x; } for (int i = 0; i < q[x].size(); i++) { int ID = q[x][i].id; if (vis[q[x][i].v] == 1) { ans[ID] = find(q[x][i].v); } } }