树上倍增求lca的核心思路是:预处理每个节点x的2^k辈祖先fx,利用fx=ff[x][k-1]递推;查询时先将深节点上跳至与浅节点同深度,再同步倍增上跳直至二者父节点相同,该父节点即为lca。

树上倍增求LCA的核心思路是什么
倍增法求LCA本质是预处理每个节点向上跳 2^k 步能到达的祖先,再通过二进制拆分让两个节点同步上跳到最近公共祖先。它不依赖DFS序或RMQ,适合动态建树、多次查询的场景,时间复杂度为 O(n log n) 预处理 + O(log n) 单次查询。
怎么写dfs预处理depth和fa[u][k]
必须从根开始DFS,同时计算深度和倍增表。常见错误是忽略 fa[root][0] = root 或漏掉 k=0 层(即直接父节点)的初始化。
关键点:
-
fa[u][0]一定要设为输入中u的直连父节点(若无则设为自身) - 对每个
k ≥ 1,用fa[u][k] = fa[fa[u][k-1]][k-1]递推,注意检查fa[u][k-1]是否有效(避免越界或未初始化) -
depth[u]在进入DFS时就赋值,不能在回溯后才更新 - 建议用
vector<vector>></vector>存fa,第二维大小取log2(n) + 1,比如n ≤ 1e5时开 18 层足够
怎么用lca(u, v)函数正确跳转
核心是先拉平深度,再同层往上跳。容易错在:没把深的节点先跳到同一层;或二进制跳转时从大到小枚举 k 但条件写反。
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标准步骤:
- 确保
depth[u] ≥ depth[v],否则交换;然后用循环让u上跳至与v同层:for (int k = LOG; k >= 0; k--) if (depth[u] - (1 = depth[v]) u = fa[u][k]; - 若此时
u == v,直接返回u - 否则同步上跳:
for (int k = LOG; k >= 0; k--) if (fa[u][k] != fa[v][k]) { u = fa[u][k]; v = fa[v][k]; },最后返回fa[u][0] - 注意:第二步的判断必须是
!=,不是==;且循环后u和v的父节点才是LCA
哪些边界和性能细节常被忽略
实际写的时候,LOG 定义不对、数组越界、根节点处理不一致,都会导致段错误或答案错误。尤其当树退化成链时,深度可能达到 1e5,LOG 至少要取 17。
其他要点:
- 图存邻接表时,加边要双向,但DFS中需跳过父节点(用
if (v == p) continue;) - 如果输入不保证连通,得对每个连通块单独做DFS,并记录根
- 空间上,
fa是n × LOG,n = 1e5时约 1.8MB,安全;但若开成n × n就爆内存 - 查询前务必确认两个节点在同一棵树里,否则结果无意义——可加并查集预判,或在LCA函数开头加
if (find_root(u) != find_root(v)) return -1;
倍增法真正难的不是代码长度,而是每层跳转的逻辑是否严格满足“最大步长优先”和“不跨过LCA”的约束。只要预处理和查询两处的循环条件写准了,基本不会翻车。
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