tarjan离线算法-LCA最近公共祖先算法模板(详细)

来源:互联网 发布:淘宝类目数据 编辑:程序博客网 时间:2024/05/17 03:59
/********************************************/
/*****LCA最近公共祖先离线算法(tarjan)*****/
/********************************************/
#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstdio>
#include <cstring>
using namespace std;

const int MAX=1010;


int n,m;///n代表树中节点个数,m代表查询的个数
int tree_root;///树根节点
vector<int> d[MAX];///保存树
vector<int> q[MAX];///保存查询内容
int ancestor[MAX];///保存某个集合中所有元素的最近公共祖先
bool f[MAX];///标志某个节点是否被访问过

struct node
{
    int x;
    int y;
} query[MAX]; ///保存查询顺序
int ans[MAX][MAX];///保存查询结果


/***************并查集代码*********************/
int par[MAX];///记录某个节点所在的集合
int ranks[MAX];///记录集合树的深度
void make_set()
{
    for(int i=1; i<=n; i++)
    {
        par[i]=i;
        ranks[i]=0;
    }
}
int find_set(int x)
{
    if(x!=par[x])
        par[x]=find_set(par[x]);
    return par[x];
}
void union_set(int x,int y)
{
    x=find_set(x);
    y=find_set(y);
    if(x==y)
        return;
    if(ranks[x]>ranks[y])
        par[y]=x;
    else
    {
        par[x]=y;
        if(ranks[x]==ranks[y])
            ranks[y]++;
    }
}





void built_tree() ///建树
{
    for(int i=1; i<=n; i++)
        d[i].clear();
    memset(f,0,sizeof(f));
    int x,y;
    for(int i=1; i<=n-1; i++)
    {
        scanf("%d%d",&x,&y);
        d[x].push_back(y);
        f[y]=true;///求根节点
    }
    for(int i=1; i<=n; i++)
    {
        if(!f[i])
        {
            tree_root=i;
            break;
        }
    }
}
void built_query() ///保存查询
{
    for(int i=1; i<=n; i++)
        q[i].clear();
    int x,y;
    for(int i=1; i<=m; i++)
    {
        scanf("%d%d",&x,&y);
        query[i].x=x;
        query[i].y=y;
        q[x].push_back(y);
        q[y].push_back(x);///此处应该注意
    }
}
void tarjan(int root) ///在深搜过程中求解问题
{
    ancestor[root]=root;///设置root所在集合的元素的最近公共祖先为root
    int len=d[root].size();
    for(int i=0; i<len; i++)
    {
        tarjan(d[root][i]);
        union_set(root,d[root][i]);///合并root与其子节点
        ancestor[find_set(root)]=root;///把合并后的集合的最近公共祖先设为root
    }
    f[root]=true;
    len=q[root].size();
    for(int i=0; i<len; i++)
    {
        if(f[q[root][i]])
            ans[root][q[root][i]]=ancestor[find_set(q[root][i])];///保存查询结果
    }
}
void print_query()
{
    for(int i=1; i<=m; i++)
    {
        if(ans[query[i].x][query[i].y]!=0)
            printf("%d %d的最近公共祖先是%d\n",query[i].x,query[i].y,ans[query[i].x][query[i].y]);
        else
            printf("%d %d的最近公共祖先是%d\n",query[i].x,query[i].y,ans[query[i].y][query[i].x]);
    }

}



int main()
{
    int T;///测试案例个数
    scanf("%d",&T);
    for(int i=1; i<=T; i++)
    {
        scanf("%d%d",&n,&m);
        built_tree();
        built_query();
        memset(f,0,sizeof(f));
        make_set();
        tarjan(tree_root);
        print_query();
    }
    return 0;
}
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