LCA问题的Tarjan算法
时间:2010-05-21 来源:华南理工大学
在任何时候集合里面的元素都行成一颗树,每处理完一颗子树就把它加到名父亲所在的集合中,它执行的是深度优先算法,对每一个处理过的节点V,V当前所在的集合的代表元素就是V和当前处理的结点U的LCA。利用并查集优越的时空复杂度,我们可以实现LCA问题的O(n+Q)算法,这里Q表示询问的次数。
Tarjan算法基于深度优先搜索的,对于新搜索到的每一个结点,首先创建由这个结点构成的集合,再对当前结点的每一个子树进行搜索,当前结点将作为此次集合的主元,每搜索完一棵子树,子树内的所有的结点都将被着色,也可确定子树内的LCA询问都已解决。其他的LCA询问的结果必然在这个子树之外,这时把当前子树所形成的集合与当前结点的集合合并,并将当前结点设为这个集合的祖先。之后继续搜索下一棵子树,直到当前结点的所有子树搜索完。这时把当前结点也设为已被检查过的,同时可以处理有关当前结点的LCA询问,如果有一个从当前结点到结点v的询问,且v已被检查过,则由于进行的是深度优先搜索,当前结点与v的最近公共祖先一定还没有被检查,而这个最近公共祖先的包涵v的子树一定已经搜索过了,那么这个最近公共祖先一定是v所在集合的祖先。
下面给出伪代码
LCA(u)
{
Make-Set(u);
ancestor[Find-Set(u)]=u;
for every child v of u
{
LCA(v);
Union(u,v);
}
color[u]=colored;
for every questioned pair (u,v)
{
if color[v]==colored
{
the lca of (u,v) is ancestor[Find-Set(v)];
}
}
}
其中用到的数据结构为:UNION-FIND SET(并查集),or Disjoint set.