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爬树法代码
cpp
/**
* Author by Rainboy blog: https://rainboylv.com github : https://github.com/rainboylvx
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* date: 2026-01-03 20:47:59
*/
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
typedef unsigned long long ull;
const int maxn = 2e6+5;
const int maxe = 4e6+5;
const int mod = 1e9+7;
int n,m,root;
int a[maxn];
//oisnip_begin code/graph/linklist.cpp 内容开始
// const int maxn = 1e6+5;
// const int maxe = 1e6+5;
struct linkList {
typedef struct {int u,v,w,next;} edge;
edge e[maxe];
int h[maxn],edge_cnt=0;
linkList(){
reset();
}
void reset() {
edge_cnt=0;
memset(h,-1,sizeof(h));
}
//遍历点u 周围点
template<typename U>
void for_each(int u,U func){
for(int i = h[u] ; i !=-1;i = e[i].next)
func(e[i].u,e[i].v,e[i].w); //u v w
}
void add(int u,int v,int w=0){
e[edge_cnt] = {u,v,w,h[u]};
h[u] = edge_cnt++;
}
void add2(int u,int v,int w=0){
add(u,v,w);
add(v,u,w);
}
//下标访问
edge& operator[](int i){ return e[i]; }
// 参考 语法糖
// https://en.cppreference.com/w/cpp/language/range-for.html
#ifdef __cpp_range_based_for
// C++ 模板 和 策略模式(Policy) 来消除重复代码。
// 我们可以定义一个通用的迭代器模板,通过传入不同的“提取器(Getter)”来决定 operator* 返回什么。
// === 1. 定义数据提取策略 (核心区别) ===
// 策略A: 获取整条边 (对应原本的 Iterator)
struct UseEdge {
using ReturnType = edge&; // 定义返回类型
static ReturnType get(linkList* p, int i) { return p->e[i]; }
};
// 策略B: 只获取邻接点v (对应原本的 AdjIterator)
struct UseAdj {
using ReturnType = int; // 定义返回类型
static ReturnType get(linkList* p, int i) { return p->e[i].v; }
};
// === 2. 通用迭代器模板 (复用逻辑) ===
template<typename Getter>
struct BaseIterator {
int i; // 边的编号
linkList* p; // linkList指针
BaseIterator(linkList* p, int i) : p(p), i(i) {}
// 通用的遍历逻辑
BaseIterator& operator++() { i = p->e[i].next; return *this; }
bool operator!=(const BaseIterator& oth) { return i != oth.i; }
// 差异化逻辑:委托给 Getter 处理
typename Getter::ReturnType operator*() { return Getter::get(p, i); }
};
// 定义具体的迭代器别名
using Iterator = BaseIterator<UseEdge>;
using AdjIterator = BaseIterator<UseAdj>;
// === 3. 通用范围类模板 ===
template<typename IterT>
struct BaseRange {
int start;
linkList* p;
BaseRange(linkList* p, int start) : p(p), start(start) {}
IterT begin() { return IterT(p, p->h[start]); }
IterT end() { return IterT(p, -1); }
};
// === 4. 接口语法糖 ===
// usage: for(auto& e : list(u))
BaseRange<Iterator> operator()(int u) { return BaseRange<Iterator>(this, u); }
// usage: for(int v : list.adj(u))
BaseRange<AdjIterator> adj(int u) { return BaseRange<AdjIterator>(this, u); }
#endif
} e;
//oisnip_end code/graph/linklist.cpp 内容结束
const int MAXLOG = 20;
struct LCA {
// f[u][i] 表示 u 的 2^i 祖先
// d[u] 表示 u 的深度
int f[maxn][MAXLOG + 1];
int d[maxn];
// 邻接表引用,避免全局依赖,初始化时传入
// linklist *e;
// 初始化函数
// n: 节点数量
// root: 根节点
// void init(int n, int root,linlist & E);
// *e = &E;
void init(int n, int root){
// 预处理深度和父节点
dfs(root, 0, 1);
// 倍增预处理:类似DP
// f[u][j] = f[ f[u][j-1] ][ j-1 ]
// 意思:u跳2^j步 = u先跳2^(j-1)步,再从那里跳2^(j-1)步
for (int j = 1; j <= MAXLOG; ++j) {
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
// 不需要判断中间点是否存在,如果中间的点不存在
// 那么f[i][j] = 0 变成黑洞点
f[i][j] = f[ f[i][j-1] ][ j-1 ];
}
}
}
// DFS 建树
void dfs(int u, int fa, int depth) {
d[u] = depth;
f[u][0] = fa; // 2^0 = 1,直接父亲
for (int i = e.h[u]; i!= -1;i = e[i].next)
if (e[i].v != fa)
dfs(e[i].v, u, depth + 1);
}
// 查询 u 和 v 的最近公共祖先
int ask(int u, int v) {
// 1. 保证 u 是深度较大的那个(在下面)
if (d[u] < d[v]) swap(u, v);
// 2. 将 u 上跳,直到和 v 同一层
// i 从大到小试,类似二进制拆分
for (int i = MAXLOG; i >= 0; --i) {
// 如果 u 跳 2^i 步之后,深度依然 >= v 的深度,就跳
if (d[u] - (1 << i) >= d[v]) {
u = f[u][i];
}
}
// 3. 如果跳到了同一层,且 u == v,说明 v 就是 u 的祖先
if (u == v) return u;
// 4. u 和 v 一起往上跳,直到 LCA 的下一层
for (int i = MAXLOG; i >= 0; --i) {
// 如果跳上去不一样,说明还没遇到 LCA,继续跳
if (f[u][i] != f[v][i]) {
u = f[u][i];
v = f[v][i];
}
}
// 5. 此时 u 和 v 的父亲就是 LCA
return f[u][0];
}
} lca;
void init(){
std::cin >> n >> m >> root;
for(int i = 1;i < n ;++i ) // i: 1->n
{
int u,v;
std::cin >> u >> v;
e.add2(u, v);
}
}
signed main () {
ios::sync_with_stdio(false); cin.tie(0);
init();
lca.init(n,root);
for(int i = 1;i <= m ;++i ) // i: 1->m
{
int u,v;
std::cin >> u >> v;
cout << lca.ask(u,v) << "\n";
}
return 0;
}