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2.2 最近公共祖先LCA
最近公共祖先(Lowest Common Ancestors,LCA)指有根树中距离两个节点最近的公共祖先。祖先指从当前节点到树根路径上的所有节点。
u和v的公共祖先指一个节点既是u的祖先,又是v的祖先。u和v的最近公共祖先指距离u和v最近的公共祖先。若v是u的祖先,则u和v的最近公共祖先是v。
可以使用LCA求解树上任意两点之间的距离。求u和v之间的距离时,若u和v的最近公共祖先为lca,则u和v之间的距离为u到树根的距离加上v到树根的距离减去2倍的lca到树根的距离:dist[u]+dist[v]-2×dist[lca]。
求解LCA的方法有很多,包括暴力搜索法、树上倍增法、在线RMQ算法、离线Tarjan算法和树链剖分。
在线算法:以序列化方式一个一个地处理输入,也就是说,在开始时并不需要知道所有输入,在解决一个问题后立即输出结果。
离线算法:在开始时已知问题的所有输入数据,可以一次性回答所有问题。