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;
}