【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

https://blog.csdn.net/lw277232240/article/details/72870644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;   
}