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原理3
在线RMQ算法

两个节点的LCA一定是两个节点之间欧拉序列中深度最小的节点,寻找深度最小值时可以使用RMQ算法。

1. 完美图解

欧拉序列指在深度遍历过程中把依次经过的节点记录下来,把回溯时经过的节点也记录下来,一个节点可能被记录多次,相当于从树根开始,一笔画出一个经过所有节点的回路。

该树的欧拉序列为1 2 4 6 8 6 9 6 4 2 5 7 5 2 1 3 1,搜索时得到6和5首次出现的下标 i j ,然后查询该区间深度最小的节点,为6和5号节点的最近公共祖先。

2. 算法实现

(1)深度遍历,得到3个数组:首次出现的下标是pos[],深度遍历得到的欧拉序列是seq[],深度是dep[]。

(2)根据欧拉序列的深度,创建区间最值查询的ST。F( i , j )表示[ i , i +2 j -1]区间深度最小的节点下标。

(3)查询[ l , r ]区间深度最小的节点下标,与RMQ区间查询类似。

(4)求 x、y 的最近公共祖先,先得到 x、y 首次出现在欧拉序列中的下标,然后查询该区间深度最小的节点的下标,根据下标读取欧拉序列的节点即可。

5. 算法分析

在线RMQ算法是基于倍增和RMQ的动态规划算法,其预处理包括深度遍历和创建ST,需要 O ( n log n )时间,每次查询都需要 O (1)时间。

注意:虽然都用到了ST,但是在线RMQ算法中的ST和树上倍增算法中的ST,其表达的含义是不同的,前者表示区间最值,后者表示向上走的步数。 ntDvdvbZaa11fZc0Lwx1GyEHiXnaqmhX7jasvnlrRxveTjYLSBVgvkVkPkTfkFBJ

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