树的直径-c++

题目
实验室里原先有一台电脑(编号为1),最近氪金带师咕咕东又为实验室购置了N-1台电脑,编号为2到N。每台电脑都用网线连接到一台先前安装的电脑上。但是咕咕东担心网速太慢,他希望知道第i台电脑到其他电脑的最大网线长度,但是可怜的咕咕东在不久前刚刚遭受了宇宙射线的降智打击,请你帮帮他。
在这里插入图片描述
提示: 样例输入对应这个图,从这个图中你可以看出,距离1号电脑最远的电脑是4号电脑,他们之间的距离是3。 4号电脑与5号电脑都是距离2号电脑最远的点,故其答案是2。5号电脑距离3号电脑最远,故对于3号电脑来说它的答案是3。同样的我们可以计算出4号电脑和5号电脑的答案是4.

Input
输入文件包含多组测试数据。对于每组测试数据,第一行一个整数N (N<=10000),接下来有N-1行,每一行两个数,对于第i行的两个数,它们表示与i号电脑连接的电脑编号以及它们之间网线的长度。网线的总长度不会超过10^9,每个数之间用一个空格隔开。

output
对于每组测试数据输出N行,第i行表示i号电脑的答案 (1<=i<=N).

Sample inuput
5
1 1
2 1
3 1
1 1

Sample output
3
2
3
4
4

解题思路
1.最简单的想法是,对于每个点,都用一次dfs遍历,然后找到该点的最远距离的点,但是太慢了。

2.我们采用求树直径的方法,大概意思是,任意一个起点,我们对他进行dfs,然后找到离它最远的那个叶子节点1,然后从叶节点1再进行遍历,找到离他最远的叶子节点2。那么,叶1和叶2之间的距离就是树的直径,即这棵树内两点距离最远的距离。

3.利用上面的算法,我们可以知道,一个节点到最远的节点3,节点3不是叶1就是叶2 。所以我们只要求出叶1和叶2,就可以求出每个点距离最远的点距离是多少。

代码实现

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
const int Max = 11000;
int max1,max2;  //分别记录两个最远叶 
int vis[Max];    //dfs的vis数组
int vi;          //对应vis数组的值
long long M1[Max],M2[Max];   //每个点到左边最远叶和右边最远叶的距离
                     //比较他们,就可以得到最大距离 
long long MAX;
long long sum;
int N;

void ini();           //局部初始化
void initial();       //完全初始化
void dfs( int x ,int X);    
void addE(int u,int v,int w);   //添加边操作

  
struct edge{     //边集
	int u,v,w;
};
vector<edge> G[Max];  //邻接表

struct OFMP{
	int point;
	long long sum;
};
OFMP oneOFmaxPoint;  //记录一个最大叶和他的到起始点的距离

int main()
{
	ios::sync_with_stdio(0);
	int v_,w_;
	while(cin>>N)
	{
		for(int i=2;i<=N;i++)
		{
			cin>>v_>>w_;
			addE(i,v_,w_);

		ini();
		dfs(1,0);   //从第一台电脑开始找第一个最大叶
		max1 = oneOFmaxPoint.point; 
	
		ini();
		dfs(max1,2); //从第一个最大叶找第二个最大叶
		max2 = oneOFmaxPoint.point;
		//这两个dfs都记录了第i个点到第一或第二个最大叶的距离
		ini();
		dfs(max2,3);   //从第二个最大叶遍历到第一个最大叶
		for(int i=1;i<=N;i++)
		{
		MAX = max(M1[i],M2[i]);  //比较2个最大方向的距离
		cout<<MAX<<endl;  
		}
	initial();
	}
	return 0;
}}

void addE(int u,int v,int w)
{
	edge E1;
	E1.u=u,E1.v=v,E1.w=w;
	G[u].push_back(E1);
	edge E2;
	E2.u = v ,E2.v = u,E2.w = w;
	G[v].push_back(E2);
}

void dfs( int x ,int X)
{
	vis[x] = vi;
	for(int i=0;i<G[x].size();i++) 
	{
	//cout<<"1 ";
		if( vis[ G[x][i].v ] != vi)  //不是叶
		break;
	//	cout<<"2 ";
		if( i == G[x].size() -1 )   //是叶节点 
		{//维护路径大小和叶 
	//	cout<<"3 ";
			if( sum > oneOFmaxPoint.sum )
			oneOFmaxPoint.sum = sum , oneOFmaxPoint.point= x;
			return ;
		 } 
	}
	for(int i=0;i<G[x].size();i++)
	{
		if(vis[ G[x][i].v ] != vi)
		{
			vis[ G[x][i].v ] = vi;
			sum += (long long)G[x][i].w;
			if(X==2) 	M1[ G[x][i].v ] = sum;//更新第一个最大叶子节点遍历结果
			if(X==3)    M2[ G[x][i].v ] = sum;//更新第二个最大叶子节点遍历结果
			dfs( G[x][i].v , X);
			sum -= (long long)G[x][i].w;
		}
	}
}

void ini()
{
	vi++;
	oneOFmaxPoint.point=0 ,oneOFmaxPoint.sum=0;
	sum = 0;
}

void initial()
{
	oneOFmaxPoint.point=0 ,oneOFmaxPoint.sum=0;
	MAX = 0;
	for( int i=0;i<=N;i++ ) 
	{
		M1[i]=0;
		M2[i]=0;
		G[i].clear();
	}
}

小结
每次得到结果后,一定要初始化,已经掉进这个坑里很多次了。

奇环(Odd-Eulerian Tree)是一种特殊的有向图,它的特征是有奇数个顶点度为偶数,其余顶点的度为奇数。奇环直径是指从其中一个奇度顶点到另一个奇度顶点的最大简单路径长度。 要计算奇环直径,我们通常需要遍历整个图并维护两个变量:当前最短距离(shortestDistance),以及已知最长的距离(longestDistance)。我们可以使用深度优先搜索(DFS)结合回溯的方法来进行查找。 以下是一个简单的C++代码示例,假设你已经有了一个表示奇环邻接关系的边集`edges`,其中每个元素是一个`std::pair<int, int>`,代表从节点`u`指向节点`v`的一条边: ```cpp #include <vector> #include <queue> int diameterOfOddEulerianTree(const std::vector<std::pair<int, int>>& edges) { std::vector<int> degrees(edges.size(), 0); for (const auto& edge : edges) { degrees[edge.first]++; degrees[edge.second]++; } // 奇数度顶点集合 std::vector<int> oddDegreeVertices; for (int i = 0; i < degrees.size(); ++i) { if (degrees[i] % 2 == 1) { oddDegreeVertices.push_back(i); } } if (oddDegreeVertices.empty()) { // 如果没有奇度顶点,说明不是奇环 return -1; } int shortestDistance = 0; int longestDistance = INT_MIN; // 初始化最长距离为任意两个奇度顶点之间的距离 longestDistance = dfs(oddDegreeVertices[0], 0, edges); // 从最后一个奇度顶点开始,再尝试寻找更长的路径 dfs(oddDegreeVertices.back(), 0, edges, &longestDistance); return longestDistance; } // DFS辅助函数,返回起点到终点的最长路径 int dfs(int vertex, int currentDistance, const std::vector<std::pair<int, int>>& edges, int* longestDistance) { *longestDistance = std::max(*longestDistance, currentDistance); std::queue<std::pair<int, int>> q; q.push({vertex, currentDistance}); while (!q.empty()) { int u = q.front().first; int dist = q.front().second; q.pop(); for (const auto& edge : edges[u]) { int v = edge.first; if (dist + 1 < degrees[v]) { // 避免重复计数 dfs(v, dist + 1, edges, longestDistance); } } } return *longestDistance; } ``` 在这个代码中,`diameterOfOddEulerianTree`函数首先计算每个节点的度,然后找到所有的奇度顶点。接下来,它执行两次DFS,分别从第一个和最后一个奇度顶点开始,更新最长距离。请注意,这个实现假定输入是有效的,即图中的所有边都是相连的,并且没有自环。
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