洛谷P2912 牧场散步Pasture Walking

树上两点间距离算法
本文介绍了一种求解树上两点间距离的算法,通过计算最低公共祖先(LCA)来快速得出两点间的路径长度。文章详细解释了算法思路,并提供了完整的C++代码实现。

题目描述

The \(N\) cows (\(2 \leq N \leq 1,000\)) conveniently numbered \(1..N\) are grazing among the N pastures also conveniently numbered \(1..N\). Most conveniently of all, cow i is grazing in pasture i.

Some pairs of pastures are connected by one of \(N-1\)bidirectional walkways that the cows can traverse. Walkway i connects pastures \(A_i\)and \(B_i\) (\(1 \leq A_i \leq N; 1 \leq B_i \leq N\)) and has a length of \(L_i\) (\(1 \leq L_i \leq 10,000\)).

The walkways are set up in such a way that between any two distinct pastures, there is exactly one path of walkways that travels between them. Thus, the walkways form a tree.

The cows are very social and wish to visit each other often. Ever in a hurry, they want you to help them schedule their visits by computing the lengths of the paths between \(1 \leq L_i \leq 10,000\) pairs of pastures (each pair given as a query p1,p2 (\(1 \leq p1 \leq N; 1 \leq p2 \leq N\)).

POINTS: 200

\(N(2<=N<=1000)\)头奶牛,编号为\(1\)\(W\),它们正在同样编号为\(1\)\(N\)的牧场上行走.为了方 便,我们假设编号为i的牛恰好在第\(i\)号牧场上.

有一些牧场间每两个牧场用一条双向道路相连,道路总共有\(N - 1\)条,奶牛可以在这些道路 上行走.第i条道路把第Ai个牧场和第Bi个牧场连了起来(\(1 \leq A_i \leq N; 1 \leq B_i \leq N\)),而它的长度 是 \(1 \leq L_i \leq 10,000\).在任意两个牧场间,有且仅有一条由若干道路组成的路径相连.也就是说,所有的道路构成了一棵树.

奶牛们十分希望经常互相见面.它们十分着急,所以希望你帮助它们计划它们的行程,你只 需要计算出Q(1 < Q < 1000)对点之间的路径长度•每对点以一个询问\(p1,p2\) (\(1 \leq p1 \leq N; 1 \leq p2 \leq N\)). 的形式给出.

输入输出格式

输入格式:

  • Line 1: Two space-separated integers: \(N\) and \(Q\)

  • Lines 2..N: Line i+1 contains three space-separated integers: \(A_i, B_i\), and \(L_i\)

  • Lines \(N+1..N+Q\): Each line contains two space-separated integers representing two distinct pastures between which the cows wish to travel: \(p1\) and \(p2\)

输出格式:

  • Lines \(1..Q\): Line i contains the length of the path between the two pastures in query \(i\).

输入输出样例

输入样例#1:

4 2 
2 1 2 
4 3 2 
1 4 3 
1 2 
3 2 

输出样例#1:

2 
7 

说明

Query \(1\): The walkway between pastures \(1\) and \(2\) has length \(2\).

Query \(2\): Travel through the walkway between pastures \(3\) and \(4\), then the one between \(4\) and 1, and finally the one between \(1\) and \(2\), for a total length of \(7\).

思路:题意就是让你求树上两点之间的距离,我们可以先求出这两个点的\(LCA\),然后发现它们之间的距离其实就是这两个点到根结点距离的和减去两倍的它们的\(LCA\)到根结点的距离。

代码:

#include<cstdio>
#include<algorithm>
#define maxn 1007
using namespace std;
int n,m,head[maxn],d[maxn],f[maxn][22],num,dis[maxn];
struct node {
  int v,w,nxt;
}e[maxn<<1];
inline void ct(int u, int v, int w) {
  e[++num].v=v;
  e[num].w=w;
  e[num].nxt=head[u];
  head[u]=num;
}
void dfs(int u, int fa) {
  for(int i=head[u];i;i=e[i].nxt) {
    int v=e[i].v;
    if(v!=fa) {
      f[v][0]=u;
      d[v]=d[u]+1;
      dis[v]=dis[u]+e[i].w;
      dfs(v,u);
    }
  }
}
inline int lca(int a, int b) {
  if(d[a]>d[b]) swap(a,b);
  for(int i=20;i>=0;--i) 
  if(d[a]<=d[b]-(1<<i)) b=f[b][i];
  if(a==b) return a;
  for(int i=20;i>=0;--i)
  if(f[a][i]!=f[b][i]) a=f[a][i],b=f[b][i];
  return f[a][0];
}
int main() {
  scanf("%d%d",&n,&m);
  for(int i=1,u,v,w;i<n;++i) {
    scanf("%d%d%d",&u,&v,&w);
    ct(u,v,w);ct(v,u,w);
  }
  dfs(1,0);
  for(int j=1;j<=20;++j)
  for(int i=1;i<=n;++i)
  f[i][j]=f[f[i][j-1]][j-1];
  for(int i=1,u,v;i<=m;++i) {
    scanf("%d%d",&u,&v);
    printf("%d\n",dis[u]+dis[v]-2*dis[lca(u,v)]);
  }
  return 0;
}

转载于:https://www.cnblogs.com/grcyh/p/10150915.html

内容概要:本文系统介绍了算术优化算法(AOA)的基本原理、核心思想及Python实现方法,并通过图像分割的实际案例展示了其应用价值。AOA是一种基于种群的元启发式算法,其核心思想来源于四则运算,利用乘除运算进行全局勘探,加减运算进行局部开发,通过数学优化器加速函数(MOA)和数学优化概率(MOP)动态控制搜索过程,在全局探索与局部开发之间实现平衡。文章详细解析了算法的初始化、勘探与开发阶段的更新策略,并提供了完整的Python代码实现,结合Rastrigin函数进行测试验证。进一步地,以Flask框架搭建前后端分离系统,将AOA应用于图像分割任务,展示了其在实际工程中的可行性与高效性。最后,通过收敛速度、寻优精度等指标评估算法性能,并提出自适应参数调整、模型优化和并行计算等改进策略。; 适合人群:具备一定Python编程基础和优化算法基础知识的高校学生、科研人员及工程技术人员,尤其适合从事人工智能、图像处理、智能优化等领域的从业者;; 使用场景及目标:①理解元启发式算法的设计思想与实现机制;②掌握AOA在函数优化、图像分割等实际问题中的建模与求解方法;③学习如何将优化算法集成到Web系统中实现工程化应用;④为算法性能评估与改进提供实践参考; 阅读建议:建议读者结合代码逐行调试,深入理解算法流程中MOA与MOP的作用机制,尝试在不同测试函数上运行算法以观察性能差异,并可进一步扩展图像分割模块,引入更复杂的预处理或后处理技术以提升分割效果。
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