最近公共祖先LCA詳細解法
阿新 • • 發佈:2018-11-01
最近公共祖先(LCA)是樹上倍增的一種典型例題。
問題描述:給定一棵具有n個節點的樹,詢問兩個節點x,y的最近的公共祖先。
分析:首先我們想到的是暴力演算法,當然這個演算法妥妥的會TLE掉,所以我們採用倍增優化的方法來進行實現,也就是我們今天介紹的重點。
所謂倍增,就是按2的倍數來增大,按1,2,4,8,16......來跳。不過我們不能按正著的順序跳,需要按......16,8,4,2,1的順序來跳。因為如果從小的開始跳,有可能出現“悔棋”的現象(5 不等於 1 + 2 +4,這樣就必須要往回跳兩個)。
要想實現這個演算法,我們就必須要記錄各個點的深度和他們2的i次方的祖先,用一個二維陣列可以完美解決~
程式碼如下:
void dfs(int f,int fath) //f表示當前節點,fath表示它的父親節點 { depth[f]=depth[fath]+1; fa[f][0]=fath; for(int i=1;(1<<i)<=depth[f];i++) fa[f][i]=fa[fa[f][i-1]][i-1]; //這個轉移可以說是演算法的核心之一 //意思是f的2^i祖先等於f的2^(i-1)祖先的2^(i-1)祖先 //2^i=2^(i-1)+2^(i-1) for(int i=head[f];i;i=e[i].nex) if(e[i].t!=fath) dfs(e[i].t,f); }
接下來我們就可以取LCA了
int lca(int x,int y) { if(depth[x]<depth[y]) //用數學語言來說就是:不妨設x的深度 >= y的深度 swap(x,y); while(depth[x]>depth[y]) x=fa[x][lg[depth[x]-depth[y]]-1]; //先跳到同一深度 if(x==y) //如果x是y的祖先,那他們的LCA肯定就是x了 return x; for(int k=lg[depth[x]]-1;k>=0;k--) //不斷向上跳(lg就是之前說的常數優化) if(fa[x][k]!=fa[y][k]) //因為我們要跳到它們LCA的下面一層,所以它們肯定不相等,如果不相等就跳過去。 x=fa[x][k], y=fa[y][k]; return fa[x][0]; //返回父節點 }
總體來說就是這樣了,不知道各位大佬有沒有看懂呢?