麻花痒 发表于 2022-8-10 10:02:58

树的直径

一、树的直径的定义:最长的一条链。
二、求法
1.两次bfs(或者dfs)求树的直径
优点:可以求出路径。
缺点:时间复杂度O(2*N), 在负权边中无法使用。
方法:先从任意一点出发,找离它最远的点P,再从点P出发,找离它最远的点Q,P到Q的距离就是树的直径。
代码:
inline void dfs(int u, int f, int & tar)
{
        int v;
        for(int e = hd; e; e = nt)
          if((v = to) ^ f)
          {
                  dis = dis + w;
                  if(dis > dis) tar = v;
                  dfs(v, u, tar);
                }
}

dfs(1, 0, p);
dis = 0;
dfs(p, 0, q);2、树型DP求树的直径
优点:可以求出以当前节点为根时的最长链,支持边为负权,时间复杂度O(N)。
缺点:不能求出最长链的路径。
方法:对于每个节点我们要记录两个值:
\(f_{1_i}\) 表示以i为根的子树中,i到叶子结点距离的最大值
\(f_{2_i}\) 表示以i为根的子树中,i到叶子结点距离的次大值
对于一个节点,它到叶子结点距离的最大值和次大致所经过的路径肯定是不一样的
若j是i的儿子,那么(下面的 \(w_{i,j}\) 表示i到j的路径长度):
(1)若 \(f_{1_i}\) < \(f_{1_j}\) + \(w_{i,j}\) , \(f_{2_i}\) = \(f_{1_i}\) , \(f_{1_i}\) = \(f_{1_j}\) + \(w_{i,j}\) ;
(2)否则,若 \(f_{2_i}\) < \(f_{1_j}\) + \(w_{i,j}\) , \(f_{2_i}\) = \(f_{1_j}\) + \(w_{i,j}\) ;
理解:这样做就是,先看能否更新最大值,若能,它的次大值就是原先的最大值,再更新它的最大值;若不能,就看能不能更新次大值,若能,就更新,不能就不管它
这样的话,最后的答案 \(ans = max\) {\(f_{1_i} + f_{2_i}\)}
代码:
inline void dp(int u, int fa)            
{
    int v;
        for(int e = hd; e; e = nt)   
                if((v = to) ^ fa)
                {   
                    dp(v, u);                  
                    if(f1 < f1 + w)      
                    {
                              f2 = f1;            
                              f1 = f1 + w;      
                    }       
                    else if(f2 < f1 + w)   
                    f2 = f1 + w;
                        //依次更新最大、次大,不能就不管它
                    ans = max(ans, f1 + f2);   
                }
}
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