倍增求LCA

Posted 2021-01-03 719666a

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
struct node{
    int to,next,w;
}e[1000001];
int head[500000],num=0,N,n,m;
int grand[500001][20],dis[500001][20],depth[500001];
inline void add(int x,int y,int c)
{
    e[++num].to=y,e[num].w=c,e[num].next=head[x],head[x]=num;
}
inline void read(int &x)
{
    x=0;int f=1;
    char s=getchar();
    while(s<‘0‘||s>‘9‘){if(s==‘-‘)f=-1;s=getchar();}
    while(s>=‘0‘&&s<=‘9‘){x=x*10+s-‘0‘;s=getchar();}
    x*=f;
}
inline void dfs(int x)
{
    for(register int i=1;i<=N;i++)
    {
        grand[x][i]=grand[grand[x][i-1]][i-1];
        dis[x][i]=dis[x][i-1]+dis[grand[x][i-1]][i-1];
    //    if(grand[x][i]==0)break; 加上要WA，暂时不知道为什么 
    }
    for(register int i=head[x];i;i=e[i].next)
    {
        int v=e[i].to;    
        if(v!=grand[x][0])//这里我们保存的是双向边,所以与他相连的边不是他父亲就是他儿子,父亲的话就不能执行，不然就死循环了。
        {
            depth[v]=depth[x]+1;
            grand[v][0]=x;
            dis[v][0]=e[i].w;
            dfs(v);
        }
    }
}
inline int lca(int a,int b)
{
    if(depth[a]>depth[b]) swap(a,b);
    int ans=0;
    for(register int i=N;i>=0;i--)
    {
        if(depth[a]<depth[b]&&depth[grand[b][i]]>=depth[a])//a在b上面且b跳跃之后依然在a下面 
            ans+=dis[b][i],b=grand[b][i];
    }
    for(register int i=N;i>=0;i--)
    {
        if(grand[a][i]!=grand[b][i])
        {
            ans+=dis[a][i];
            ans+=dis[b][i];
            a=grand[a][i];
            b=grand[b][i];
        }
    }
    if(a!=b)
    {
        ans+=dis[a][0],ans+=dis[b][0];
    }
    return ans;
}
inline void init()
{
    N=floor(log(n+0.0)/log(2.0));
    depth[1]=0;
    memset(grand,0,sizeof grand);
    memset(dis,0,sizeof dis);
    dfs(1);////以1为根节点建树
}
int main()
{
    read(n);
    for(register int i=1;i<n;i++)
    {
        int x,y;
        read(x),read(y);
        add(x,y,1);
        add(y,x,1);
    }
    init();
    read(m);
    for(register int i=1;i<=m;i++)
    {
        int x,y;
        read(x),read(y);
        printf("%d
",lca(x,y));
    } 
}