LCA的tarjan离线算法 (HDU2586 How far away ?)

本文介绍了一种使用Tarjan算法进行离线LCA查询的方法,通过并查集维护节点状态,实现高效的树状结构分析。文章详细解释了Tarjan算法的工作原理,并提供了AC代码示例。

LCA的经典模板题
题目连接
值得注意的是tarjan离线算法的使用。其思路和在线的树上倍增有着根本的区别。
在执行tarjan是每个点有三种标记

v[i] = 0 : i点没有被遍历到
v[i] = 1 : i点已经被遍历到,但还未回溯
v[i] = 2 : i点已经被遍历到,且已回溯

我们们使用并查集维护,使所有已被遍历到的点并在其向上第一个标记为1的点。对于每个点,若其出现在某次查询中,则查看令一个点k的标记是不是2, 如是2则证明,其已经被并在它们的LCA上,此时k的根节点即为所求。

下面是使用tarjan的ac代码:

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <string>
#include <cstdlib>
#include <cmath>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <queue>
#include <cstdio>
#define ll long long
using namespace std;
const int N = 50005;
int ver[2*N], ne[2*N], e[2*N], he[N];
int fa[N], d[N], v[N], lca[N], ans[N];
vector<int> q[N], q_id[N];
int T, n, m, tot, t;
void add(int x, int y, int z)
{
    ver[++tot] = y;
    ne[tot] = he[x];
    he[x] = tot;
    e[tot] = z;
}
void add_q(int x, int y, int id)
{
    q[x].push_back(y), q_id[x].push_back(id);
    q[y].push_back(x), q_id[y].push_back(id);
}
int fi(int x)
{
    if (x == fa[x]) return x;
    fa[x] = fi(fa[x]);
    return fa[x];
}
void tarjan(int x)
{
    v[x] = 1;
    for (int i = he[x]; i; i = ne[i])
    {
        int y = ver[i];
        if (v[y]) continue;
        d[y] = d[x] + e[i];
        tarjan(y);
        fa[y] = x;
    }
    for (int i = 0; i < q[x].size(); i++)
    {
        int y = q[x][i], id = q_id[x][i];
        if (v[y] == 2)
        {
            int lca = fi(y);
            ans[id] = min(ans[id], d[x] + d[y] - 2 * d[lca]);
        }
    }
    v[x] = 2;
}
int main()
{
    cin >>T;
    while(T--)
    {
        cin >>n >>m;
        for (int i = 1; i <= n; i++)
        {
            he[i] = 0;
            ne[i] = 0;
            fa[i] = i;
            v[i] = 0;
            q[i].clear();
            q_id[i].clear();
        }
        tot = 0;
        for (int i = 1; i < n; i++)
        {
            int x, y, z;
            scanf("%d%d%d", &x, &y, &z);
            add(x, y, z);
            add(y, x, z);
        }
        for (int i = 1; i <= m; i++)
        {
            int x, y;
            scanf("%d%d", &x, &y);
            if (x == y) ans[i] = 0;
            else
            {
                add_q(x, y, i);
                ans[i] = 1 << 30;
            }
        }
        tarjan(1);
        for (int i = 1; i <= m; i++)
            printf("%d\n", ans[i]);
    }
    return 0;
}

ps.树上倍增法的例子

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