[poj]P1655树的重心

本文介绍了一种通过深度优先搜索算法来寻找树的重心的方法,并给出了一段完整的C++代码实现。树的重心是指该点被删除后所形成的子树中最大的子树节点数最少的点。

题目:http://poj.org/problem?id=1655


题意:给定一棵树,求树的重心的编号以及重心删除后得到的最大子树的节点个数size,如果size相同就选取编号最小的.


分析:首先要知道什么是树的重心,树的重心定义为:找到一个点,其所有的子树中最大的子树节点数最少,那么这个点就是这棵树的重心,删去重

心后,生成的多棵树尽可能平衡.


样例:


输入:输出:1 2

1

7

2 6

1 2

1 4

4 5

3 7

3 1




#include<bits/stdc++.h>//poj不认万能头文件 
//#include<iostream>
//#include<cstdio>
//#include<algorithm>
//#include<cstdlib>
//#include<cmath>
//#include<queue>
//#include<cstring>
#define mmp memset
using namespace std;



const int N = 20005;
const int INF = 1<<30;//1*2^30
int head[N],son[N],cnt,n,ans,size;
bool vis[N];
struct Edge{
    int to,next;
}edge[2*N];



void Init(){//重置 
    cnt = 0;
    size = INF;
    mmp(vis,0,sizeof(vis));
    mmp(head,-1,sizeof(head));
}



void add(int u,int v){//邻接表 
    edge[cnt].to = v;
    edge[cnt].next = head[u];
    head[u] = cnt++;
}



void dfs(int cur){//搜索 
    vis[cur] = 1;//已经遍历过 
    son[cur] = 0;
    int tmp = 0;
    for(int i=head[cur];i>=0;i=edge[i].next){//遍历边 
//    	cout<<cur<<"遍历的点"<<endl; 
        int u = edge[i].to;
        if(!vis[u]){
            dfs(u);
            son[cur] += son[u] + 1;//当前点的子节点等于其下一层子节点的子节点之和加他们本身 
            tmp = max(tmp,son[u] + 1);//计最大子树节点数 
//            cout<<tmp<<"过程中"<<endl; 
        }//if
    }//for
    tmp = max(tmp,n-son[cur]-1);//与去掉最大子树后作对比 
//    cout<<tmp<<"结果"<<endl;
    if(tmp < size || (tmp == size && cur < ans)){//取最少且相同时标号最小的点 
        ans = cur;//更新答案 
        size = tmp;
//        cout<<ans<<"if内部"<<cur<<endl; 
    }//if
}//dfs



int main(){
    int T;
    scanf("%d",&T);
    while(T--){
        Init();//重置 
        scanf("%d",&n);
        for(int i=1;i<=n-1;i++){
            int u,v;
            scanf("%d%d",&u,&v);
            add(u,v);//建表 
            add(v,u);//双向 
        }//for
        dfs(1);
        printf("%d %d\n",ans,size);
    }//while
    return 0;
}//main



### POJ 树的重心问题解法 树的重心问题在POJ平台上的经典题目是 **POJ1655**。该问题的核心在于通过深度优先搜索(DFS)计算每个节点的子大小,并进一步确定删除某个节点后,剩余部分的最大子大小。最终目标是找到一个节点,使得删除该节点后,剩余的最大子大小最小。 以下是关于该问题的具体解法和代码实现: #### 问题描述 给定一棵,要找到树的重心树的重心定义为:删除某个节点后,所有生成的连通分量中,最大连通分量的节点数尽可能小。如果存在多个满足条件的节点,则输出编号最小的节点。 #### 解法思路 1. 使用 DFS 遍历整棵,计算每个节点的子大小 `son[u]`。 2. 在 DFS 过程中,对于每个节点 `u`,记录其所有子的最大节点数 `Max`。 3. 计算当前节点 `u` 的父节点延伸出去的节点数目 `n - son[u]`。 4. 确定当前节点 `u` 删除后,剩余的最大子大小 `tmp = max(Max, n - son[u])`。 5. 更新答案,选择使得 `tmp` 最小的节点作为重心。若 `tmp` 相等,则选择编号较小的节点。 #### 代码实现 以下是一个基于 C++ 的完整实现: ```cpp #include <cstdio> #include <cstring> #include <algorithm> using namespace std; const int N = 20005; int head[N], top = 0; int n; int son[N]; int ans, point; struct Edge { int v, next; } edge[N * 2]; void init() { memset(head, -1, sizeof(head)); top = 0; memset(son, 0, sizeof(son)); ans = n + 1; // 初始化为一个较大值 } void addedge(int u, int v) { edge[top].v = v; edge[top].next = head[u]; head[u] = top++; } void dfs(int u, int fa) { son[u] = 1; int Max = 0; for (int i = head[u]; i != -1; i = edge[i].next) { int v = edge[i].v; if (v == fa) continue; dfs(v, u); son[u] += son[v]; Max = max(Max, son[v]); } int tmp = max(Max, n - son[u]); if (tmp < ans || (tmp == ans && u < point)) { ans = tmp; point = u; } } int main() { int T; scanf("%d", &T); while (T--) { init(); scanf("%d", &n); int u, v; for (int i = 1; i < n; i++) { scanf("%d%d", &u, &v); addedge(u, v); addedge(v, u); } dfs(1, -1); printf("%d %d\n", point, ans); } return 0; } ``` #### 关键点解释 1. **初始化**:使用 `init()` 函数清空全局变量,确保每次测试用例独立运行[^3]。 2. **边的存储**:采用邻接表存储的结构,便于快速访问每个节点的子节点。 3. **DFS 遍历**:通过递归方式计算每个节点的子大小,并更新最大子大小。 4. **结果更新**:在遍历过程中,实时更新最优解,确保最终答案满足题意。 #### 时间复杂度 - **DFS 遍历**:每个节点和边仅被访问一次,时间复杂度为 \(O(n)\)。 - **总复杂度**:对于多组测试数据,时间复杂度为 \(O(T \cdot n)\),其中 \(T\) 是测试用例数量,\(n\) 是节点数量。 ---
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