LCA 最近公共祖先
1.倍增LCA
通过记录f[i][j],每个点第2的j次方个父亲的编号,来找LCA
代码中,先要处理出每个点的深度,和father(f[i][0]),然后倍增求出所有的祖先。
work的时候,利用二进制拆分的思想,先把两个节点向上翻到同一个深度,再同时向上翻,直到到了lca的儿子位置,再返回f[x][0](f[y][0])即可。
优点:容易理解,代码不难。
缺点:f数组空间较大,并且求法单一,难以与其他模型结合。
复杂度:每次O(logn),多次O(mlogn)
核心部分:
int main() { for(int j=1;j<=L;j++) for(int i=1;i<=n;i++) { f[i][j]=f[f[i][j-1]][j-1]; } dep[0]=-1;//important!! for(int i=1;i<=n;i++) { int t=i; for(int j=L;j>=0;j--) if(f[t][j]!=0) { t=f[t][j]; dep[i]+=(1<<j); } } } int LCA(int x,int y) { if(dep[x]<dep[y]) swap(x,y); for(int j=L;j>=0;j--) {if(dep[f[x][j]]>=dep[y]) x=f[x][j]; } if(x==y) return x; for(int j=L;j>=0;j--) if(f[x][j]!=f[y][j]) x=f[x][j],y=f[y][j]; return f[x][0]; }
2.树链剖分LCA
常规树剖操作,两次dfs,找到top数组。
每次,将dep[top[]]较深的向上找到fa[top[]],直到top[x]=top[y]为止。最后返回浅的位置编号。
优点:可以和树剖其他操作结合,找lca就是分分钟的事。
缺点:单纯lca代码量较大,(也不太大),记录东西较多,容易漏。
核心部分:
int fa[N],dep[N],son[N],top[N],size[N];//全部需要的数组 int work(int x,int y)//lca部分 { while(top[x]!=top[y]) { if(dep[top[x]]>dep[top[y]]) swap(x,y); y=fa[top[y]]; } if(dep[x]<dep[y]) swap(x,y); return y; }
3.Tarjan LCA
利用tarjan的思想,通过并查集实现对子树的缩点,离线操作处理LCA问题。
用邻接表记录下询问信息之后,我们只需要从根节点开始处理,不停询问子树后回溯。边求边更新并查集fa的值。
向下循环的时候,每一个点被访问的时候,fa都是自己的编号。
当一棵子树被处理完了之后,这棵子树的fa就到了这棵树的根节点,以后还没有处理的lca,都至少已经是这个fa了。
处理子树x的时候,先循环与之有关的询问,如果y已经vis过了,就可以更新lca为fa[y],因为x必然在fa[y]的子树中,且不在y所在的子树中。
之后向下循环,处理所有的儿子,回溯的时候,处理fa[y]=x;
这样复杂度就是线性的,每个询问被循环最多两次,每个子树被访问一次。
优点:复杂度低。O(n+m)。
缺点:必须离线操作。
复杂度:O(n+m)
代码核心:
void add2(int x,int y,int numb) { w[++tot].nxt=pre[x]; w[tot].to=y; w[tot].num=numb; pre[x]=tot; } int fin(int x) { if(fa[x]==x) return x; return fa[x]=fin(fa[x]); } void tarjan(int x) { fa[x]=x; vis[x]=1; for(int i=pre[x];i;i=w[i].nxt) { int y=w[i].to; if(vis[y]) lca[w[i].num]=fin(y); } for(int i=head[x];i;i=e[i].nxt) { int y=e[i].to; if(!vis[y]) { tarjan(y); fa[y]=x; } } }
udpa:2019.2.1
O(1)求最近公共祖先
吊打一切LCA算法
因为一定是从一个点走到另外一个点上,还是比较显然的
RMQ即可O(1)查询
但是预处理是O(nlogn)的
经典应用:WC2018通道