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两个最近的点u和v的最近的公共的祖先称为最近公共祖先(LCA)。普通的LCA算法,每算一次LCA的时间复杂度为线性o(n);
这里讲LCA + 二分的方法。首先对于任意的节点v,利用其父节点的信息,可以通过par2[v]=par[par[v]]得到向上走两步的节点。依此信息可以通过par4[v]=par2[par2[v]]得到向上走4步的节点。所以,根据此方法可以得到向上走2^k所得到的节点par[k][v]。每次搜索的复杂度为o(log n),预处理par[k][v]的复杂度为o(nlog n)。(我觉得挑战程序设计LCA部分写的挺明白的)
模版代码如下:
1 //LCA + 二分 2 3 vector <int> G[MAX_V]; //邻接表 4 int root; //根的编号 5 6 int par[MAX_LOG_V][MAX_V]; // 向上走2^k所到的父节点编号(根节点的父节点为-1) 7 int dep[MAX_V]; //节点的深度 8 9 void dfs(int v , int p , int d) { //3个参数分别表示 当前节点 父节点 深度 10 par[v][0] = p; 11 dep[v] = d; 12 for(int i = 0 ; i < G[v].size() ; i++) { 13 dfs(G[v][i] , v , d + 1); 14 } 15 } 16 //预处理 17 void init(int n) { 18 dfs(root , -1 , 0); //预处理出par[0]和dep 19 for(int k = 0 ; k + 1 < MAX_LOG_V ; k++) { 20 for(int v = 1 ; v <= n ; v++) { 21 if(par[k][v] < 0) 22 par[k + 1][v] = -1; //v向上的2 ^ (k + 1)的节点超过根节点 23 else 24 par[k + 1][v] = par[k][par[k][v]]; //v向上的2^k的节点 又向上的2^k个节点,所以是向上2^(k + 1)个节点 25 } 26 } 27 } 28 //计算u和v的LCA 29 int lca(int u , int v) { 30 if(dep[u] < dep[v]) //让u和v向上走到同一深度 31 swap(u , v); 32 for(int k = 0 ; k < MAX_LOG_V ; k++) { 33 if((dep[v] - dep[u]) >> k & 1) { //把深度差化为2进制(快速幂原理) 依次从低位相减 34 v = par[k][v]; 35 } 36 } 37 if(u == v) //要是节点相同则输出LCA 38 return u; 39 for(int k = MAX_LOG_V - 1 ; k >= 0 ; k--) { //二分搜索计算LCA 40 if(par[k][u] != par[k][v]) { //若他们的2^k节点不相同 则u和v向上移动,一直移动直到他们的上一个节点相同 41 u = par[k][u]; 42 v = par[k][v]; 43 } 44 } 45 return par[0][u]; 46 }
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原文地址:http://www.cnblogs.com/Recoder/p/5221929.html