【1151】LCA in a Binary Tree (30分)【倍增法解决LCA】

倍增法的介绍可以先看下

​详细介绍倍增法

​​https://zhyack.github.io/posts/2015_12_22_LCA-Binary-Lifting-Note.html​​ 这个博客分块介绍得也不错

#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<math.h>
#include<string.h>
#include<algorithm>  
#include<map>
#include<vector>
#include<queue> 
using namespace std;
struct Node{//结点类
    int data,father,level;//点权值，父结点在pre中的下标，深度
    Node(int d=0,int f=-1,int l=0):data(d),father(f),level(l){}
};
const int MAX=10005;
Node pre[MAX];//pre[i]为当前结点i的父节点
int n,m,in[MAX];
//确定每个结点的父节点和深度
void createTree(int root,int left,int right,int father,int level){
    if(left>right)
        return;
    int i=left;
    while(i<=right && in[i]!=pre[root].data)
        ++i;//找到根结点在中序遍历序列中的位置i
    pre[root]=Node(pre[root].data,father,level);
    //确定当前子树根结点的父结点和深度
    createTree(root+1,    left,i-1,   root,    level+1);//递归处理左子树
    createTree(root+1+i-left,   i+1,right,   root,    level+1);
}
   
int main(){   
    int m,n,a,b;
    scanf("%d %d",&m,&n);//测试m对结点,树共n个结点
    for(int i=0;i<n;i++){
        scanf("%d",&in[i]);//存储中序序列
    }
    for(int i=0;i<n;i++)
        scanf("%d",&pre[i].data);
    createTree(0,0,n-1,-1,0);
    for(int i=0;i<m;i++){
        int a,b;
        scanf("%d%d",&a,&b);//找a和b两个结点的LCA
        int ia=n,ib=n;
        for(int i=0;i<n;i++){//找到两个结点在pre数组的下标
            if(pre[i].data==a)
                ia=i;
            if(pre[i].data==b)
                ib=i;
        }
        if(ia==n&&ib==n){
            printf("ERROR: %d and %d are not found.\n",a,b);
        }else if(ia==n){
            printf("ERROR: %d is not found.\n",a);
        }else if(ib==n){
            printf("ERROR: %d is not found.\n",b);
        }else{
            bool f=true;//true表示a的深度更大
            if(pre[ia].level <pre[ib].level){//让ia指向深度更大的结点
                swap(ia,ib);
                f=false;
            }
            while(pre[ia].level>pre[ib].level)//将二者调整到同一深度
                ia=pre[ia].father;
            if(ia==ib){
                printf("%d is an ancestor of %d.\n",pre[ia].data,f?a:b);
            }else{
                while(ia!=ib){//ia，ib同时向上调整，直至二者指向同一结点
                    ia=pre[ia].father;
                    ib=pre[ib].father;
                }
                printf("LCA of %d and %d is %d.\n",a,b,pre[ia].data);
            }
        }
    }
    system("pause");
    return 0;   
}