【HDU 2586 How far away?】LCA问题 Tarjan算法

时间:2024-01-04 15:12:08

题目链接:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2586

题意:给出一棵n个节点的无根树,每条边有各自的权值。给出m个查询,对于每条查询返回节点u到v的最短路径的权值和,按查询顺序输出结果。

数据范围:n [2, 40000], m[1, 200]

思路:Tarjan算法:dfs遍历每个点,每遍历完 r 的一个孩子 c, 把 c 并入以 r 为祖先的集合,并处理 c 的所有查询 q:若qi的目标节点 v 已被遍历到,那么一定有lca(c, v) = find(v)。

具体实现上,需要记录这样几个信息:每个节点的深度depth、邻接表G、访问标记vis。

对于每组查询(u, v)时,可用这个公式得到结果res(u, v) = depth(u) - depth(lca(u,v)) + depth(v) - depth(lca(u,v))。

注意Tarjan算法是脱机的(离线的)、批处理的,即其查询结果的生成顺序与最初的查询输入顺序无关。因此需要将乱序生成的结果合理组织以实现顺序输出。这一点我没有想好怎么做,下面的实现是参照了到网上他人的代码。具体方法就是:用类似记录查询目标节点的方法去记录查询序号,即query[r][i]存的是第r个节点的第i个查询所涉及的目标节点,类似地,num[r][i]存的是第r个节点的第i个查询在输入查询序列中的序号。再附加一个ans[i]存储第i条查询的结果。这样每处理一个查询,即可把结果存入ans[num[r][i]] = res(r, i)

p.s 注意题目描述:没有说节点的序号分布在1...n,而我们的vis, query, depth等数组都是以下标标识节点号访问的。所以每次初始化时注意覆盖到整个区间[1, MAX_N]。这题n<=40000不是很大,若超过数组能开的最大长度,则需要“离散化”。

还有一点就是,这个问题只要使用深度优先遍历策略,左根右三个节点的访问顺序是没有关系的。因此可以借助先序遍历先访问根节点的便利,先修改vis数组,后遍历其邻接表,从而避免因邻接表存了双向边而出现“兜圈子”的情况。

 #include <cstdio>
#include <vector>
#include <cstring>
using namespace std; const int MAX_N = ;
const int MAX_M = ; int T;
int n, m;
struct Edge{
int to, cost;
Edge(){}
Edge(int t, int c):to(t), cost(c){}
};
vector<Edge> G[MAX_N];
vector<int> query[MAX_N];
int vis[MAX_N];
vector<int> num[MAX_N];
int par[MAX_N];
int ans[MAX_M];
int depth[MAX_N]; void init(){
memset(vis, , sizeof(vis));
memset(ans, , sizeof(ans));
memset(depth, , sizeof(depth));
for(int i=; i<MAX_N; i++){
par[i] = i;
G[i].clear();
num[i].clear();
query[i].clear();
}
}
int find(int x){
if(par[x] == x) return x;
return par[x] = find(par[x]);
}
void unite(int x, int y){
x = find(x);
y = find(y);
if(x == y) return ;
par[y] = x;
} void dfs(int r, int l){
vis[r] = ;//先序遍历
depth[r] = l;
for(int i=; i<G[r].size(); i++){
if(!vis[G[r][i].to]){
dfs(G[r][i].to, l+G[r][i].cost);
unite(r, G[r][i].to);
}
}
for(int i=; i<query[r].size(); i++){
if(vis[query[r][i]]){//r的第i个查询的目标节点
int ca = find(query[r][i]);
ans[num[r][i]] = depth[r] + depth[query[r][i]] - depth[ca] - depth[ca];
//r的第i个查询所持有的查询号
}
}
} void lca(int r){
dfs(r, );
} int main()
{
//freopen("2586.txt", "r", stdin);
scanf("%d", &T);
while(T--){
init();
scanf("%d%d", &n, &m);
for(int i=; i<n-; i++){
int u, v, c;
scanf("%d%d%d", &u, &v, &c);
G[u].push_back(Edge(v, c));
G[v].push_back(Edge(u, c));
}
for(int i=; i<m; i++){
int u, v;
scanf("%d%d", &u, &v);
query[u].push_back(v);
query[v].push_back(u);
num[u].push_back(i);//u的下一个查询号插入向量num[u]
num[v].push_back(i);
}
lca();
for(int i=; i<m; i++){
printf("%d\n", ans[i]);
}
// for(int i=1; i<=n; i++){
// for(int j=0; j<G[i].size(); j++){
// printf("%d %d %d\n", i, G[i][j].to, G[i][j].cost);
// }
// }
}
return ;
}