求树的重心 树的直径

树的重心
树的重心是指树上一点,去掉后最大子树可以取得最小值的点。
求解方法:
树的重心定义:去掉该点后最大子树大小不超过n/2。重心为1
在这里插入图片描述
代码:

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
using namespace std;
#define maxn 100010
struct edge
{
    int to;
    int nxt;
}e[maxn];

int head[maxn],k=0;
bool vis[maxn];
int Size[maxn],ans=0x3f3f3f3f;
int maxpart[maxn];
int n;

void add(int u,int v)
{
   e[k].to=v;
   e[k].nxt=head[u];
   head[u]=k++;

}
void dfs(int u)
{
    vis[u]=1;
    Size[u]=1;
    maxpart[u]=0;
    for(int i=head[u];~i;i=e[i].nxt)
    {
        int v=e[i].to;
        if(vis[v]) continue;
        dfs(v);
        Size[u]+=Size[v];
        maxpart[u]=max(maxpart[u],Size[v]);

    }
    maxpart[u]=max(maxpart[u],n-Size[u]);
    if(maxpart[u]<ans)
        ans=maxpart[u];
}
int main()
{
    memset(head,-1,sizeof(head));
    scanf("%d",&n);
    int u,v;
    for(int i=1;i<n;i++)
    {
        scanf("%d%d",&u,&v);
        add(u,v);
        add(v,u);
    }
    dfs(1);
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        if(maxpart[i]==ans) printf("%d\n",i);
    }
    dfs(1);
}

树的直径
指树上最远两点的距离

方法:先随便找个点,找到离他最远的点,再在那个最远的点上找一次最远的点,这两个点之间的距离就是直径。
代码:


#include<bits/stdc++.h>
#define maxn 100005
using namespace std;
int n, m;
int dep[maxn], dis[maxn], l = 1, r = 0;
int res, ans;//res为找到的最远点,ans为直径
bool vis[maxn];


struct edge
{
    int to;
    int w;
    int nxt;
}e[maxn];

int k = 0, head[maxn];
void add(int u,int v,int w)
{
   e[k].to=v;
   e[k].w=w;
   e[k].nxt=head[u];
   head[u]=k++;

}
void bfs(int u)
{
	memset(dis, 0, sizeof dis);//调用两次,必须清空
	memset(vis, 0, sizeof vis);
	queue<int> q;
	q.push(u);
	vis[u] = 1;
	while(q.size())
	{
		int p = q.front();
		q.pop();
		if(dis[p] > ans)//找到了距离更远的
			ans = dis[p], res = p;//可以直接更新
		for(int i = head[p]; ~i; i = e[i].nxt)
		{
			int v = e[i].to, w = e[i].w;
			if(!vis[v])
			{
				vis[v] = 1;
				dis[v] = dis[p] + w;//计算dis,在下一次取出来时再和ans作比较
				q.push(v);
			}
		}
	}

}

int main()
{
	memset(head, -1, sizeof head);
	scanf("%d%d", &n, &m);
	int u, v, w;
	char op;
	for(int i = 1; i <= m; i++)
	{
		scanf("%d%d%d %c", &u, &v, &w, &op);
		add(u, v, w);
		add(v, u, w);
	}

	bfs(1);//随便一个点
	ans = 0;
	bfs(res);//第二次
	printf("%d\n", ans);
	return 0;
}

在C++中,树的重心通常涉及到对二叉的遍历和一些据结构的理解。树的重心节点是指从该节点到其两个子的最近公共祖先(LCA)的距离相等。以下是计算重心节点的一种常见算法,基于路径压缩的Tarjan算法: 1. 首先,需要为每个节点维护两个值:`sz` 表示当前节点及其所有子孙节点的量,`depth` 表示节点到根的距离。 2. 对于任意节点 `u`,我们首先找到其左孩子的深度 `l` 和右孩子的深度 `r`,然后更新 `u` 的深度为它们的最大值加一。同时递归地计算左右孩子的`sz`。 3. 计算整个直径(最长路径长度),即最大深度 `maxDepth`。这可以通过遍历一次并存储每个节点的深度得到。 4. 初始化 `root` 为中心节点,因为直径的中点就是重心。接着,对于每个非叶子节点,比较它与上一层的节点在直径中所处的位置。如果当前节点距离直径中心更近,则更新重心为当前节点;否则更新为它的兄弟节点(因为在直径两侧,两者必有一者离中心更远)。 5. 当遍历完所有节点后,返回 `root` 就是树的重心。 下面是一个简单的伪代码示例: ```cpp struct Node { int val; Node* left, *right; int sz = 0, depth = 0; }; Node* findCenter(Node* root) { // ... (上述步骤) while (true) { if (!left || (right && maxDepth - left->depth == right->depth)) { return root; } if (maxDepth - root->depth > right->depth) { root = root->left; } else { root = root->right; } } } ```
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