LCA - Lowest Common Ancestor

 

 

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<bits/stdc++.h>
#define ll long long
#define ddd printf("-----------------debug\n");
using namespace std;
const int maxn=1010;

int n,m;
int head[maxn],to[maxn<<1],nxt[maxn<<1],tot=0;
int dep[maxn],f[maxn][maxn];

void add(int u,int v)
{
    to[++tot]=v;
    nxt[tot]=head[u];
    head[u]=tot;
}
void dfs1(int u,int fa)
{
    f[v][0]=u;dep[u]=dep[fa]+1;
    for(int i=0;i<=20;i++) f[u][i+1]=f[f[u][i]][i];
    for(int i=head[u];i;i=nxt[i])
    {
        int v=to[i];
        if(v==fa) continue;
        dfs1(v,u);
    }
}
int LCA (int x,int y)
{
    if(dep[x]<dep[y]) swap(x,y);
    for(int i=20;i>=0;i--)//¶þ½øÖÆÎÜÏÝ·Ö¸î 
    {
        if(dep[f[x][i]]>=dep[y]) x=f[x][i];
        if(x==y) return x;
    }
    for(int i=20;i>=0;i--)
    {
        if(f[x][i]!=f[y][i])
        {
            x=f[x][i];
            y=f[y][i];
        }
        return f[x][0];         
    }
}
int dis(int x,int y){
    return dep[x]+dep[y]-2*dep[LCA(x,y)];
}

int main()
{
    ios::sync_with_stdio(false); cin.tie(0);
    int T,cnt=0; cin>>T;
    while(++cnt<=T)
    {
        memset(f,0,sizeof(f));
        memset(dep,0,sizeof(dep));
        memset(head,0,sizeof(head));
        memset(to,0,sizeof(to));
        memset(nxt,0,sizeof(nxt));
        
        cin>>n;
        for(int i=1;i<=n;i++)
        {
            cin>>m;
            for(int j=1;j<=m;j++)
            {
                int tmp; cin>>tmp;
                add(i,tmp);add(tmp,i);
            }
        }
        
        dfs1(1,1);
        
        int Q; cin>>Q;
        cout<<"Case "<<cnt<<":"<<'\n';
        while(Q--)
        {
            int u,v; cin>>u>>v;
            
            cout<<LCA(u,v)<<'\n';
        }
    }
    return 0;
}

/*
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<bits/stdc++.h>
#define ll long long
#define ddd printf("-----------------debug\n");
using namespace std;

int n,m,dep[1010],fa[1010][1010];
vector<int> g[1010];

void dfs1(int x,int faa)
{
    fa[x][0]=faa; dep[x]=dep[faa]+1;
    for(int i=0;i<=15;i++)
    {
        fa[x][i+1]=fa[fa[x][i]][i];
    }
    for(int i=0;i<g[x].size();i++)
    {
        int v=g[x][i];
        if(v==faa) continue;
        dfs1(v,x);
    }
}
int LCA(int x,int y)
{
    if(dep[x]<dep[y]) swap(x,y);
    for(int i=15;i>=0;i--)
    {
        if(dep[fa[x][i]]>=dep[y]) x=fa[x][i];
        if(x==y) return x;
    }
    for(int i=15;i>=0;i--)
    {
        if(fa[x][i]!=fa[y][i])
        {
            x=fa[x][i];
            y=fa[y][i];
        }
        else return fa[x][0];
    }
}
int main()
{
    ios::sync_with_stdio(false); cin.tie(0);
    int T,cnt=0; cin>>T;
    while(++cnt<=T)
    {
        memset(fa,0,sizeof(fa));
        memset(dep,0,sizeof(dep));
        for(int i=1;i<=1009;i++)
        g[i].clear();
        
        cin>>n;
        for(int i=1;i<=n;i++)
        {
            cin>>m;
            for(int j=1;j<=m;j++)
            {
                int tmp; cin>>tmp;
                g[i].push_back(tmp);
            }
        }
        
        dfs1(1,1);
        
        int Q; cin>>Q;
        cout<<"Case "<<cnt<<":"<<'\n';
        while(Q--)
        {
            int u,v; cin>>u>>v;
            
            cout<<LCA(u,v)<<'\n';
        }
    }
    return 0;
}
*/