HDU4547(CD操作)LCA+Tarjan离线算法

/*

 *题目大意:

 *题目为天朝文字,不多说;

 *

 *算法思想:

 *题目很明显要求的是一个LCA问题;

 *即询问从A到B的需要的步数,即首先从A到达A和B的最近公共祖先需要的步数+1就OK了;

 *

 *算法步骤:

 *由于是有向图,所以开始可以用一个数组ind记录每个顶点的入度;

 *如果该顶点的入度为0,则可以当做根节点,利用dfs求出树中每个顶点的深度d;

 *则从u到v的步数ans=d[u]-lca(u,v)+1,当然要考虑几个特殊情况;

**/



#include<iostream>

#include<cstdio>

#include<cstring>

#include<cmath>

#include<map>

#include<algorithm>

using namespace std;



const int N=400010;



int p[N];//并查集的父节点

int ind[N];//求顶点的入度,判断根节点

int head[N];

int qhead[N];//询问

bool visit[N];



int d[N];



struct node

{

    int to;

    int w;

    int next;

    int lca;

    int num;

};



struct query//记录查询

{

    int u;

    int v;

    int lca;

} q[N];



node edge[N];

node qedge[N];//询问边



int n,m;

int cnt1,cnt2;

int cnt;



map<string,int> Map;



int get_num(string s)//返回每个人对应结点

{

    if(Map.find(s)==Map.end())//没有搜索到该键值

    {

        Map[s]=++cnt;//对应建图

    }

    // cout<<"  Map["<<s<<"]=="<<Map[s]<<endl;

    return Map[s];

}



inline void Addedge(int u,int v,int w)

{

    edge[cnt1].w=w;

    edge[cnt1].to=v;

    edge[cnt1].next=head[u];

    head[u]=cnt1;

    cnt1++;



    edge[cnt1].w=w;

    edge[cnt1].to=u;

    edge[cnt1].next=head[v];

    head[v]=cnt1;

    cnt1++;

}



inline void Addqedge(int u,int v,int num)

{

    qedge[cnt2].num=num;

    qedge[cnt2].to=v;

    qedge[cnt2].next=qhead[u];

    qhead[u]=cnt2;

    cnt2++;



    qedge[cnt2].num=num;

    qedge[cnt2].to=u;

    qedge[cnt2].next=qhead[v];

    qhead[v]=cnt2;

    cnt2++;

}





void dfs(int u,int f,int w)

{

    d[u]=w;

    for(int i=head[u]; i!=-1; i=edge[i].next)

    {

        int v=edge[i].to;

        if(v==f)

            continue;

        dfs(v,u,w+edge[i].w);

    }

}



int Find(int x)

{

    if(p[x]!=x)

        p[x]=Find(p[x]);

    return p[x];

}





void Tarjan_LCA(int u)//离线LCA算法

{

    p[u]=u;

    visit[u]=1;

    for(int i=head[u]; i!=-1; i=edge[i].next)

    {

        if(!visit[edge[i].to])

        {

            Tarjan_LCA(edge[i].to);

            p[edge[i].to]=u;

        }

    }



    for(int i=qhead[u]; i!=-1; i=qedge[i].next)

    {

        if(visit[qedge[i].to])

        {

            qedge[i].lca=Find(qedge[i].to);

            qedge[i^1].lca=qedge[i].lca;

            //printf("%d和%d的最近公共祖先为: %d\n",u,qedge[i].to,qedge[i].lca);

            q[qedge[i].num].lca=qedge[i].lca;

        }

    }

}



void Solve()

{

    for(int i=0; i<=n; i++)

    {

        p[i]=i;

    }

    memset(head,-1,sizeof(head));

    memset(qhead,-1,sizeof(qhead));

    memset(visit,0,sizeof(visit));

    memset(ind,0,sizeof(ind));

    cnt=cnt1=cnt2=0;

    int u,v,w;

    string s1,s2;

    Map.clear();

    for(int i=1; i<n; i++)

    {

        cin>>s1>>s2;

        u=get_num(s1);

        v=get_num(s2);

        Addedge(u,v,1);

        ind[u]++;

    }



    for(int i=0; i<m; i++)

    {

        cin>>s1>>s2;

        u=get_num(s1);

        v=get_num(s2);

        /*cout<<s1;

        printf("==%d\n",u);

        cout<<s2;

        printf("==%d\n",v);*/

        Addqedge(u,v,i);

        q[i].u=u;

        q[i].v=v;

    }



    int root=0;

    for (int i=1; i<=n; i++)

    {

        if(ind[i]==0)

        {

            root=i;

        }

    }

    //printf("root==%d\n",root);

    dfs(root,-1,0);

    //for(int i=1; i<=n; i++)

          //printf("d[%d]==%d\n",i,d[i]);

    Tarjan_LCA(root);

}



int main()

{

    //freopen("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\kd.txt","r",stdin);

    int tcase;

    scanf("%d",&tcase);

    while(tcase--)

    {

        scanf("%d%d",&n,&m);

        Solve();



        for (int i=0; i<m; i++)

        {

            int ans=0;

            ans=d[q[i].u]-d[q[i].lca];

            if(q[i].lca!=q[i].v)

                ans++;

            if(q[i].u==q[i].v)

                ans=0;

            printf("%d\n",ans);

        }



    }

    return 0;

}