題意：

　　$n$個城市，從$1$到$n$標號，$n$個城市構成一棵樹。

　　有$m$條雙向公交路線，對於每條路線，公交沿著兩個終點站之間的最短路徑行駛並會在沿途各站停車。從一個城市只能坐公交前往其他城市。

　　有$q$個詢問：從一個城市到另一個城市要搭乘多少趟公交？不能到達輸出$-1$。

對於每個詢問$x,y$，求出$z=lca(x,y)$。

先從$x$和$y$出發到達$z$下方的城市$x'$和$y'$使得再坐一趟車可到$z$，記步數和為$s$。倍增，預處理$f[i][j]$表示從$i$出發坐$2^{j}$趟車最上能到達的位置。

若$x'$可坐車到$y'$則答案為$s+1$，否則答案為$s+2$。

考慮dfs過程中用樹狀陣列按dfs序維護，若$x'$的子樹中終點站在$y'$子樹內的車，那麼可以坐一趟車到達。預處理時把公交和詢問分別掛在對應端點上。

  1 #include <cstdio>
  2 #include <cstring>
  3 #include <algorithm>
  4 #include <vector>
  5 using namespace std;
  6 const int N=200010,K=19;
  7 struct ask {
  8     int y,id,s;
  9     ask () {}
 
 10     ask (int y,int id,int s):y(y),id(id),s(s) {}
 11 };
 12 int n,m,q,x,y,z,f[N][K],ans[N],c[N],sum[N];
 13 int cnt,dfn[N],fa[N],son[N],top[N],dep[N],size[N];
 14 int p,head[N],to[N],nxt[N];
 15 vector<int> h[N];
 16 vector<ask> A[N];
 17 inline int read() {
 18     int re=0; char ch=getchar();
 
 19     while (ch<'0'||ch>'9') ch=getchar();
 20     while (ch>='0'&&ch<='9') re=re*10+ch-48,ch=getchar();
 21     return re;
 22 }
 23 inline void add(int x,int y) {
 24     to[++p]=y; nxt[p]=head[x]; head[x]=p;
 25 }
 26 void tree_add(int x) {for (; x<=n; x+=(x&-x)) ++c[x];}
 27 int tree_sum(int x) {int re=0; for (; x; x-=(x&-x)) re+=c[x]; return re;}
 28 void dfs1(int x) {
 29     size[x]=1; dfn[x]=++cnt;
 30     for (int i=head[x]; i; i=nxt[i]) {
 31         dep[to[i]]=dep[x]+1;
 32         dfs1(to[i]);
 33         size[x]+=size[to[i]];
 34         if (size[to[i]]>size[son[x]]) son[x]=to[i];
 35     }
 36 }
 37 void dfs2(int x,int tp) {
 38     top[x]=tp;
 39     if (son[x]) dfs2(son[x],tp);
 40     for (int i=head[x]; i; i=nxt[i]) {
 41         if (to[i]==son[x]) continue;
 42         dfs2(to[i],to[i]);
 43     }
 44 }
 45 void dfs3(int x) {
 46     for (int i=head[x]; i; i=nxt[i]) {
 47         dfs3(to[i]);
 48         if (dep[f[to[i]][0]]<dep[f[x][0]]) f[x][0]=f[to[i]][0];
 49     }
 50 }
 51 void dfs4(int x) {
 52     for (int i=0; i<A[x].size(); i++) {
 53         A[x][i].s=tree_sum(dfn[A[x][i].y]+size[A[x][i].y]-1)-tree_sum(dfn[A[x][i].y]-1);
 54     }
 55     for (int i=0; i<h[x].size(); i++) tree_add(dfn[h[x][i]]);
 56     int tmp;
 57     for (int i=head[x]; i; i=nxt[i]) dfs4(to[i]);
 58     for (int i=0; i<A[x].size(); i++) {
 59         tmp=tree_sum(dfn[A[x][i].y]+size[A[x][i].y]-1)-tree_sum(dfn[A[x][i].y]-1);
 60         if (tmp==A[x][i].s) ans[A[x][i].id]++;
 61     }
 62 }
 63 int lca(int a,int b) {
 64     while (top[a]!=top[b]) {
 65         if (dep[top[a]]>dep[top[b]]) swap(a,b);
 66         b=fa[top[b]];
 67     }
 68     if (dep[a]>dep[b]) swap(a,b);
 69     return a;
 70 }
 71 int main() {
 72     n=read();
 73     for (int i=2; i<=n; i++) add(fa[i]=read(),i);
 74     dfs1(1); dfs2(1,1);
 75     m=read();
 76     for (int i=1; i<=n; i++) f[i][0]=i;
 77     for (int i=1; i<=m; i++) {
 78         x=read(); y=read();
 79         h[x].push_back(y); h[y].push_back(x);
 80         z=lca(x,y);
 81         if (dep[z]<dep[f[x][0]]) f[x][0]=z;
 82         if (dep[z]<dep[f[y][0]]) f[y][0]=z;
 83     }
 84     dfs3(1);
 85     for (int j=1; j<K; j++) 
 86         for (int i=1; i<=n; i++)
 87             f[i][j]=f[f[i][j-1]][j-1];
 88     q=read();
 89     for (int i=1; i<=q; i++) {
 90         x=read(); y=read(); z=lca(x,y);
 91         if (x==y) continue;
 92         if (f[x][K-1]!=f[y][K-1]) {ans[i]=-1; continue;}
 93         for (int j=K-1; j>=0; j--) {
 94             if (dep[f[x][j]]>dep[z]) ans[i]+=(1<<j),x=f[x][j];
 95             if (dep[f[y][j]]>dep[z]) ans[i]+=(1<<j),y=f[y][j];
 96         }
 97         ans[i]++;
 98         if (z!=x && z!=y) A[x].push_back(ask(y,i,0));
 99     }
100     dfs4(1);
101     for (int i=1; i<=q; i++) printf("%d\n",ans[i]);
102     return 0;
103 }