[洛谷P3379]【模板】最近公共祖先（LCA）

题目大意：就是叫你求最近公共祖先。

最近刚学了倍增，于是用这道模板题来练练。

有人说倍增写法要读入优化，要卡常，然而经过我的测试，发现并不需要（尽管我加了读优，比原来的要快400+ms）。

C++ Code：

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<cctype>
using namespace std;
int n,m,s;
int head[1000005],next[1000005],to[1000005],cnt=0,deep[500005],p[500005][20];
void addedge(int x,int y){
	cnt++;
	to[cnt]=y;
	next[cnt]=head[x];
	head[x]=cnt;
	cnt++;
	to[cnt]=x;
	next[cnt]=head[y];
	head[y]=cnt;
}
void dfs(int u){
	for(int i=head[u];i;i=next[i])
	if(!deep[to[i]]){
		deep[to[i]]=deep[u]+1;
		p[to[i]][0]=u;
		dfs(to[i]);
	}
}
void init(){
	for(int j=1;(1<<j)<=n;j++)
	for(int i=1;i<=n;i++)
	if(p[i][j-1]!=-1)p[i][j]=p[p[i][j-1]][j-1];
}
int lca(int x,int y){
	int i;
	if(deep[x]<deep[y])x^=y,y^=x,x^=y;
	for(i=0;(1<<i)<=deep[x];i++);i--;
	for(int j=i;j>=0;j--)
	if(deep[p[x][j]]>=deep[y])x=p[x][j];
	if(x==y)return x;
	for(int j=i;j>=0;j--)
	if(p[x][j]!=-1&&p[x][j]!=p[y][j])x=p[x][j],y=p[y][j];
	return p[x][0];
}
#define C c=getchar()
int readint(){
	int C;
	while(!isdigit(c))C;
	int p=0;
	while(isdigit(c)){
		p=p*10+c-'0';
		C;
	}
	return p;
}
int main(){
	n=readint(),m=readint(),s=readint();
	memset(p,-1,sizeof(p));
	for(int i=1;i<n;i++)addedge(readint(),readint());
	deep[s]=1;
	dfs(s);
	init();
	while(m--)printf("%d\n",lca(readint(),readint()));
	return 0;
}

另外附上以前写的Tarjan，比倍增快了1000+ms（尽管我也不相信倍增比Tarjan慢，然而事实就是这样）。

C++ Code：

 

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<vector>
#include<cctype>
using namespace std;
int n,m,ne=0,nq=0;
bool vis[500001],instack[500001];
int f[500001],head[500001],que[500001],ans[500001];
struct query{
    int same,next,to,num;
    bool flag;
}q[1000001];
struct edge{
    int to,next;
}e[1000001];
void add_edge(int x,int y){
    e[++ne].to=y;
    e[ne].next=head[x];
    head[x]=ne;
    e[++ne].to=x;
    e[ne].next=head[y];
    head[y]=ne;
}
void add_que(int x,int y,int z){
    q[++nq].to=y;
    q[nq].same=nq+1;
    q[nq].num=z;
    q[nq].next=que[x];
    que[x]=nq;
    q[++nq].to=x;
    q[nq].same=nq-1;
    q[nq].num=z;
    q[nq].next=que[y];
    que[y]=nq;
}
int find(int x){
    if(f[x]==x)return x;
    return f[x]=find(f[x]);
}
void tarjan(int root){
    instack[root]=true;
    for(int i=head[root];i;i=e[i].next){
        int v=e[i].to;
        if(instack[v])continue;
        tarjan(v);
        f[v]=root;
        vis[v]=true;
    }
    for(int i=que[root];i;i=q[i].next)
    if(vis[q[i].to]&&!q[i].flag){
        ans[q[i].num]=find(q[i].to);
        q[i].flag=q[q[i].same].flag=true;
        
    }
    instack[root]=false;
}
#define C c=getchar()
int readint(){
    char C;
    while(!isdigit(c))C;
    int d=0;
    while(isdigit(c)){
        d=d*10+c-'0';
        C;
    }
    return d;
}
int main(){
    int t;
    n=readint(),m=readint(),t=readint();
    memset(vis,0,sizeof(vis));
    memset(instack,0,sizeof instack);
    for(int i=1;i<=n;i++)f[i]=i;
    for(int i=1;i<n;i++){
        int u=readint(),v=readint();
        add_edge(u,v);
    }
    for(int i=1;i<=m;i++){
        int x=readint(),y=readint();
        add_que(x,y,i);
    }
    tarjan(t);
    for(int i=1;i<=m;i++)
    printf("%d\n",ans[i]);
    return 0;
}

  ----------------------------------------------------------2017.7.13----------------------------------------------------------

最近学了树链剖分，于是用树剖写了个LCA，不过速度居然没有Tarjan快。

C++ Code:

 

#include<cstdio>
#include<cctype>
#include<algorithm>
using std::swap;
#define C c=getchar()
int n,m,s;
int head[500005],next[1000005],cnt=0,to[1000005],deep[500005],fa[500005],sz[500005],top[500005];
inline int readint(){
	char C;
	while(!isdigit(c))C;
	int p=0;
	while(isdigit(c))p=p*10+c-'0',C;
	return p;
}
inline void addedge(int u,int v){
	to[++cnt]=v;
	next[cnt]=head[u];
	head[u]=cnt;
	to[++cnt]=u;
	next[cnt]=head[v];
	head[v]=cnt;
}
void dfs(int x){
	deep[x]=deep[fa[x]]+1;
	sz[x]=1;
	for(int i=head[x];i;i=next[i])
	if(fa[x]!=to[i]){
		fa[to[i]]=x;
		dfs(to[i]);
		sz[x]+=sz[to[i]];
	}
}
void dfs2(int x){
	if(!top[x])top[x]=x;
	int t=0;
	for(int i=head[x];i;i=next[i])
	if(fa[x]!=to[i]&&sz[to[i]]>sz[t])t=to[i];
	if(t)top[t]=top[x],dfs2(t);
	for(int i=head[x];i;i=next[i])
	if(fa[x]!=to[i]&&to[i]!=t)dfs2(to[i]);
}
int query(int x,int y){
	for(;top[x]!=top[y];x=fa[top[x]])
	if(deep[top[x]]<deep[top[y]])swap(x,y);
	return deep[x]<deep[y]?x:y;
}
int main(){
	n=readint(),m=readint(),s=readint();
	for(int i=1;i<n;++i)addedge(readint(),readint());
	dfs(s);dfs2(s);
	while(m--)printf("%d\n",query(readint(),readint()));
	return 0;
}