【洛谷P2420】让我们异或吧【DFS】

本文介绍了一种使用树形DP算法求解树上两点间路径异或值的方法,通过一次DFS预处理得到从根节点到各点的路径异或值,从而实现O(1)查询任意两点间路径异或值。

题目大意:

题目链接:https://www.luogu.org/problemnew/show/P2420
给出一棵树,每条边有一个权值,输出指定点的路径异或值。


思路:

首先,这到题是我在想刷 L C A LCA LCA的时候遇到的,结果这道标签是 L C A LCA LCA的题目我却想不到为什们要用 L C A LCA LCA,一个 D F S DFS DFS就可以过。
其实要求两个点的路径异或值就是 x o r [ r o o t ] [ x ] xor[root][x] xor[root][x]^ x o r [ r o o t ] [ y ] xor[root][y] xor[root][y],因为重复的路径会被重复异或掉,就变成了0。
一边 D F S DFS DFS就可以求出所有点到 r o o t root root的路径异或值,然后就可以 O ( 1 ) O(1) O(1)输出了。


代码:

#include <cstdio>
#include <cstring>
#define N 100100
using namespace std;

int n,m,tot,x,y,z,Xor[N],head[N];

struct edge
{
	int next,to,dis;
}e[N*2];

void add(int from,int to,int dis)
{
	e[++tot].to=to;
	e[tot].dis=dis;
	e[tot].next=head[from];
	head[from]=tot;
}

void dfs(int x,int fa,int k)
{
	Xor[x]=k;  //记录路径异或值
	for (int i=head[x];~i;i=e[i].next)
	 if (e[i].to!=fa)
	  dfs(e[i].to,x,k^e[i].dis);
}

int main()
{
	memset(head,-1,sizeof(head));
	scanf("%d",&n);
	for (int i=1;i<n;i++)
	{
		scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);
		add(x,y,z);
		add(y,x,z);
	}
	dfs(1,0,0);
	scanf("%d",&m);
	while (m--)
	{
		scanf("%d%d",&x,&y);
		printf("%d\n",Xor[x]^Xor[y]);
	}
	return 0;
}
题目 **P2420 让我们异或吧** 是一个基于树结构与异或运算的算法问题,其核心在于理解树上路径的异或性质,并结合最近公共祖先(LCA)的概念进行解题。 ### 解法概述 该问题要求计算树上两个节点之间唯一路径上的边权异或值。由于树的结构特性,任意两点之间的路径是唯一的,因此可以利用深度优先搜索(DFS)预处理每个节点到根节点的异或路径值。设 `sum[x]` 表示从根节点到节点 `x` 的路径上的异或值,则对于任意两个节点 `x` 和 `y`,它们之间的路径异或值等于 `sum[x] ^ sum[y] ^ sum[lca(x, y)] ^ sum[lca(x, y)]`,其中 `lca(x, y)` 是它们的最近公共祖先。由于异或的自反性,重复的部分会被抵消[^3]。 ### 实现方法 可以通过一次 DFS 遍历,为每个节点维护一个从根节点出发到当前节点的异或值。具体实现如下: ```cpp #include <cstdio> using namespace std; const int maxn = 100000; int n, te, sum[maxn + 5]; int E, lnk[maxn + 5], son[2 * maxn + 5], nxt[2 * maxn + 5], w[2 * maxn + 5]; inline void Add(int x, int y, int z) { son[++E] = y; w[E] = z; nxt[E] = lnk[x]; lnk[x] = E; } void Dfs(int x, int fa) { for (int j = lnk[x]; j; j = nxt[j]) { if (son[j] != fa) { sum[son[j]] = sum[x] ^ w[j]; Dfs(son[j], x); } } } int main() { freopen("program.in", "r", stdin); freopen("program.out", "w", stdout); scanf("%d", &n); for (int i = 1, x, y, z; i < n; ++i) { scanf("%d%d%d", &x, &y, &z); Add(x, y, z); Add(y, x, z); } Dfs(1); // 以节点1为根开始DFS scanf("%d", &te); for (; te; --te) { int x, y; scanf("%d%d", &x, &y); printf("%d\n", sum[x] ^ sum[y]); } return 0; } ``` 在上述代码中,首先构建图的邻接表表示,然后通过 DFS 预处理每个节点到根节点的异或值。最后,在每次查询时,直接输出两个节点各自到根节点的异或值的异或结果[^4]。 ### 时间复杂度分析 - 构建邻接表的时间复杂度为 $O(n)$。 - DFS 预处理所有节点的时间复杂度为 $O(n)$。 - 每次查询的时间复杂度为 $O(1)$,整体查询复杂度为 $O(te)$,其中 `te` 是查询次数。 综上所述,整个算法的时间复杂度为线性级别 $O(n + te)$,能够高效处理大规模输入数据。
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