每日一道模板题-10/11 - 点的距离【lca】

本文介绍了一种解决树上两点间距离查询问题的方法,通过预处理LCA(最近公共祖先),实现快速查询任意两点间的距离。文章详细展示了如何构建树的稀疏表,进行DFS遍历初始化,以及LCA的查询算法。

题意:

给定一棵 n 个点的树,Q 个询问,每次询问点 x 到点 y两点之间的距离。

 

分析:

没什么好分析的……

 

代码:

#include<bits/stdc++.h>
#define N 100009
using namespace std;
int n,q;
int nxt[2*N],to[2*N],head[N],w[N*2],cnt=0;
void add(int x,int y,int z){
	nxt[++cnt]=head[x];head[x]=cnt;
	to[cnt]=y;w[cnt]=z;
}
int fa[N][25],d[N],dep[N];
void dfs(int u,int fu){
	fa[u][0]=fu;
	for(int e=head[u];e;e=nxt[e]){
		int v=to[e];
		if(v==fu) continue;
		d[v]=d[u]+1;dep[v]=dep[u]+1;
		dfs(v,u);
	}
}
int getlca(int x,int y){
	if(dep[x]<dep[y]) swap(x,y);
	for(int i=20;i>=0;--i) if(dep[fa[x][i]]>=dep[y]) x=fa[x][i];
	if(x==y) return x;
	for(int i=20;i>=0;--i)
	{
		if(fa[x][i]!=fa[y][i]){
			x=fa[x][i];y=fa[y][i];
		}
	}
	return  fa[x][0];
}
int main(){
	scanf("%d",&n);
	int i,j,k,x,y;
	for(i=1;i<n;++i){
		scanf("%d%d",&x,&y);
		add(x,y,1);
	}
	d[1]=0;dep[1]=1;
	dfs(1,0);
	for(j=1;j<=20;++j)
		for(i=1;i<=n;++i)
			fa[i][j]=fa[fa[i][j-1]][j-1];
	scanf("%d",&q);
	for(i=1;i<=q;++i){
		scanf("%d%d",&x,&y);
		int lca=getlca(x,y);
		printf("%d\n",d[x]+d[y]-d[lca]*2);
	}
	return 0;
}

 

`timescale 1ns/1ps // 必须与被测模块一致 module tb_D_flip_flop(); //-------------------------- // 信号声明 //-------------------------- reg clk; // 时钟信号 reg d; // 测试输入 reg clr; // 清零信号 wire q; // 被测输出 //-------------------------- // 实例化被测模块 //-------------------------- D_flip_flop u_D_flip_flop ( .clk(clk), .d(d), .clr(clr), .q(q) ); //-------------------------- // 时钟生成(周期20ns=50MHz) //-------------------------- initial begin clk = 1'b1; // 初始为高电平(确保第一个下降沿有效) forever #10 clk = ~clk; // 每10ns翻转一次 end //-------------------------- // 测试激励 //-------------------------- initial begin // 初始化信号 d = 1'b0; clr = 1'b1; // 初始禁止清零 #15; // 等待时钟稳定 // 测试场景1:正常数据传输 $display("[TEST1] 正常模式测试"); d = 1'b1; // 输入高电平 #20; // 等待1个时钟周期(下降沿触发) check(q, 1'b1, "正常模式输出"); // 测试场景2:同步清零触发 $display("[TEST2] 同步清零测试"); clr = 1'b0; // 激活清零 d = 1'b0; // 输入低电平(测试清零优先级) #20; check(q, 1'b0, "清零生效检查"); // 测试场景3:清零释放后的响应 $display("[TEST3] 解除清零测试"); clr = 1'b1; // 关闭清零 d = 1'b1; // 输入高电平 #20; check(q, 1'b1, "恢复工作检查"); // 结束仿真 $display("所有测试完成"); $finish; end //-------------------------- // 自定义结果检查任务 //-------------------------- task check; input actual; input expected; input [80:0] msg; begin if (actual !== expected) begin $error("[FAIL] %s: 期望值=%b, 实际值=%b", msg, expected, actual); end else begin $display("[PASS] %s", msg); end end endtask //-------------------------- // 波形记录配置 //-------------------------- initial begin $dumpfile("wave.vcd"); // 波形文件名称 $dumpvars(0, tb_D_flip_flop); // 记录所有信号 end endmodule将这代码加上fsdb文件让它可以生成波形
04-01
<think>好的,我现在需要帮助用户将他们的Verilog测试平台代码修改为能够生成FSDB波形文件。首先,我得回忆一下FSDB相关的知识。FSDB是Synopsys的Verdi工具使用的波形格式,相比VCD,它更高效,文件更小。要生成FSDB,通常需要使用Verdi提供的库函数,比如在代码中包含`$fsdbDumpfile`和`$fsdbDumpvars`等系统任务。 用户提供的代码目前使用的是`$dumpfile("wave.vcd")`和`$dumpvars`,这是生成VCD波形的标准方法。要改成FSDB,我需要替换这两个系统调用。但是,用户可能需要在仿真时链接Verdi的库,比如使用`-fsdb`选项或者加载`fsdb_vpi`等插件,具体取决于仿真器。例如,在VCS中可能需要加上`+fsdb+fsdbautofdump`或者在iverilog中可能需要不同的处理方式。不过代码层面的修改主要是添加FSDB的dump命令。 接下来,我需要检查代码的结构。用户已经有一个initial块用于波形记录配置,里面调用了VCD相关的函数。我需要将这个部分改为FSDB的函数。通常,FSDB的生成需要调用`$fsdbDumpfile("filename.fsdb")`来指定波形文件,然后用`$fsdbDumpvars(0, tb_D_flip_flop)`来指定需要记录的信号层次。这里的参数0表示记录所有层次的信号,而第二个参数是模块的实例名。 另外,有些情况下可能需要在使用这些函数之前先包含相应的头文件,比如`include "fsdb.vh"`,但很多仿真器可能不需要显式包含,而是通过命令行参数自动处理。用户可能需要根据他们的仿真工具来调整,但代码中只需替换dump命令即可。 需要注意的是,原代码中的`$dumpvars`的参数是0和测试模块的实例名,而`$fsdbDumpvars`的参数可能略有不同,比如是否支持同样的参数格式。根据我的记忆,`$fsdbDumpvars`的第一个参数是层次深度,0表示所有层次,第二个参数是作用域,所以这里的替换应该是直接的。 现在,我需要将原来的VCD部分替换为FSDB的命令。修改后的波形记录部分应该是: initial begin $fsdbDumpfile("wave.fsdb"); $fsdbDumpvars(0, tb_D_flip_flop); end 同时,需要确保仿真器支持这些系统调用,并且正确链接了Verdi的库。例如,使用Mentor的ModelSim可能需要加载`fsdb_vpi.so`,而使用VCS可能需要不同的选项。但用户可能需要知道这些步骤,但问题可能仅关注代码修改部分。 另外,用户可能需要安装Verdi工具或者有相应的许可证。不过这可能超出了代码修改的范围,属于环境配置问题。 检查代码中的其他部分是否有冲突,比如是否同时调用了VCD和FSDB的dump函数。原来的代码中有`$dumpvars`,所以需要删除或注释掉那部分,避免生成两种波形文件,增加仿真开销。 所以,最终的修改步骤应该是: 1. 在波形记录配置的initial块中,将`$dumpfile`和`$dumpvars`替换为对应的FSDB命令。 2. 确保仿真命令中包含必要的选项来支持FSDB生成,比如使用VCS时需要添加`-kdb`和`-lca`,或者加载相应的库文件。 3. 可能需要安装Verdi工具并配置仿真器的环境变量。 但根据用户的问题,他们可能只需要代码层面的修改,而不涉及仿真器的设置。因此,在代码中替换那两个系统任务即可。 最后,还需要提醒用户,生成FSDB需要仿真工具的支持,并且可能需要额外的命令行参数或库文件,具体取决于他们使用的仿真器。例如,在运行仿真时,可能需要添加`+fsdb+signal`等选项,或者在iverilog中需要链接fsdb的库,但这可能因环境而异。</think>以下是修改后的测试平台代码,添加了FSDB波形记录功能。修改部分已用注释标出: ```verilog `timescale 1ns/1ps module tb_D_flip_flop(); //-------------------------- // 信号声明 //-------------------------- reg clk; // 时钟信号 reg d; // 测试输入 reg clr; // 清零信号 wire q; // 被测输出 //-------------------------- // 实例化被测模块 //-------------------------- D_flip_flop u_D_flip_flop ( .clk(clk), .d(d), .clr(clr), .q(q) ); //-------------------------- // 时钟生成(周期20ns=50MHz) //-------------------------- initial begin clk = 1'b1; // 初始为高电平 forever #10 clk = ~clk; end //-------------------------- // 测试激励 //-------------------------- initial begin // ... (保持原有测试激励不变) ... end //-------------------------- // 自定义结果检查任务 //-------------------------- task check; // ... (保持原有检查任务不变) ... endtask //-------------------------- // 波形记录配置(修改部分) //-------------------------- initial begin $fsdbDumpfile("wave.fsdb"); // FSDB文件名 $fsdbDumpvars(0, tb_D_flip_flop); // 记录所有层次信号 // 可选添加以下参数增强波形记录: $fsdbDumpMDA(); // 记录多维数组 $fsdbDumpSVA(); // 记录SVA断言 end endmodule ``` 修改说明及使用要: 1. **核心修改部分**: - 将原来的`$dumpfile`改为`$fsdbDumpfile` - 将`$dumpvars`改为`$fsdbDumpvars` - 添加了可选的`$fsdbDumpMDA`和`$fsdbDumpSVA` 2. **仿真器支持要求**: - 需要安装支持FSDB格式的仿真工具(如VCS、Verilator+Verdi) - 需要Verdi的`novas`库支持(通常位于`$VERDI_HOME/share/PLI`) 3. **常用仿真器配置**: ```bash # VCS 示例命令: vcs -full64 -R -P $VERDI_HOME/share/PLI/VCS/linux64/novas.tab \ $VERDI_HOME/share/PLI/VCS/linux64/pli.a # ModelSim/Questa 示例命令: vsim -pli $VERDI_HOME/share/PLI/MODELSIM/linux64/novas_fli.so ``` 4. **波形查看**: ```bash verdi -ssf wave.fsdb & # 使用Verdi打开波形文件 ``` 5. **FSDB优势**: - 比VCD格式文件小5-10- 支持多维数组记录 - 支持设计信号的反向标注 - 支持动态信号记录控制 注意:具体实现细节可能因仿真器和Verdi版本不同有所差异,建议参考所用工具的官方文档进行配置。
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