4 条题解

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    @ 2026-1-9 16:51:55

    恭喜你成功 AC!这份代码采用的是:

    解法:最大生成树 + 树上倍增 (LCA)

    在算法竞赛和题目分类中,这通常被称为这道题的“标准解法”或“倍增解法”。


    为什么叫这个名字?

    我们将这个解法拆解为两个核心步骤,你就能理解它的命名了:

    1. 最大生成树 (Kruskal):
      • 利用贪心思想,把复杂的图转化成一棵树(或森林)。
      • 在树上,两点之间的路径是唯一的,且这条路径保证了“最小边权最大化”。
    2. 树上倍增 (Binary Lifting):
      • 利用 2k2^k 的跳跃思想,在 O(logN)O(\log N) 的时间内快速找到两个点的最近公共祖先(LCA)。
      • 在跳跃的同时,顺便维护路径上的最小值(即瓶颈)。

    还有哪些其他的解法?(拓宽视野)

    为了让你在 OI 比赛中更有竞争力,我再为你介绍另外两种能解决此题的主流思路:

    1. Kruskal 重构树 (Kruskal Reconstruction Tree)

    这是近年来非常流行的高级技巧。

    • 思路: 在运行 Kruskal 算法时,每当你准备合并两个集合,不直接连边,而是新建一个节点作为这两个集合根节点的父亲,新节点的权值就是当前这条边的边权。
    • 特点:
      • 最终会生成一棵拥有 2N12N-1 个节点的树。
      • 神奇之处: 原图中 uuvv 路径上的最小边权,就是重构树中 uuvvLCA 节点的权值
      • 优点: 查询时只需要求 LCA,不需要在倍增的同时维护最小值,代码逻辑有时更简洁。

    2. 树链剖分 (Heavy-Light Decomposition)

    • 思路: 同样先建最大生成树,然后用树链剖分将树划分为若干条连续的链。
    • 特点:
      • 使用线段树来维护每一条链上的最小值。
      • 复杂度: O(Qlog2N)O(Q \log^2 N)
      • 优点: 虽然多了一个 log\log,但树链剖分非常通用,如果题目变成“动态修改某条路的限重”,倍增就失效了,而树链剖分依然能做。

    教练的寄语

    你刚才 AC 的倍增解法是这道题最经典、最必须掌握的基础。它不仅考察了你对图论转化的理解,还考察了对倍增表边界处理(如 minw[0] 初始化)的细心程度。

    总结一下: 以后看到“路径上最小值的最大值”,你的第一反应应该是 “最大生成树”;看到“树上路径快速查询”,你的第一反应应该是 “倍增”“重构树”

    继续加油!如果要练习类似的倍增优化题,可以去看看《货车运输》的兄弟题或者一些需要维护路径信息(如路径总和、路径最大值)的题目。

    • 0
      @ 2026-1-9 16:43:14

      你好!作为教练,我非常乐意为你解析这道经典的 NOIP 提高组题目。这道题是学习“图论转化”与“树上倍增”的绝佳案例。


      第一部分:思路提示

      这道题的核心矛盾在于:如何在众多路径中,找到一条“瓶颈”承重最大的路径。

      1. 贪心策略: 如果我们要从 A 到 B,为了让路径上的最小边权尽可能大,我们显然应该优先选择那些承重能力大的道路。
      2. 结构转化: 想象一下,如果我们按边权从大到小排序,不断把边加入图中。当我们第一次发现 A 和 B 连通时,刚刚加入的那条边的权值,就是我们要找的答案。这让你想到了什么?没错,是最大生成树
      3. 树上瓶颈: 在最大生成树上,两点之间的路径是唯一的。这条路径上的所有边中,权值最小的那一条,就是该路径的限重,也是所有可能路径中的最优解。
      4. 高效查询: 对于多组询问 QQ,如果在树上暴力找路径,复杂度会退化。我们需要一种工具,能快速找到两点的最近公共祖先(LCA),并同时维护路径上的最小值。

      第二部分:预备知识点

      1. 图论基础: 邻接表存图。
      2. 并查集: 用于判断连通性以及 Kruskal 算法。
      3. 最大生成树 (Kruskal): 将图转化为森林。
      4. 最近公共祖先 (LCA): 推荐使用倍增法
      5. 树上倍增: 在维护 fa[x][k]xx 的第 2k2^k 个祖先)的同时,维护 min_edge[x][k]xx 到该祖先路径上的最小边权)。

      第三部分:启发式引导与草稿纸推演

      请拿出你的草稿纸,跟我一起画图:

      1. 第一步(图的简化): 画 5 个点,连几条形成环的边,标上不同的权值。

        • 思考:如果存在一个环,环上权值最小的那条边有意义吗?
        • 结论:没意义。因为我们可以绕过它走环上的其他大边。所以,最大生成树承载了所有的最优路径
        • 草稿纸任务: 用不同颜色的笔画出最大生成树。
      2. 第二步(树上路径): 现在你手里有一棵树。我们要找 uuvv 的路径。

        • 路径可以拆分为:uLCA(u,v)u \to LCA(u, v)vLCA(u,v)v \to LCA(u, v)
        • 草稿纸任务: 标记出 uu 到祖先的跳跃过程。
      3. 第三步(倍增优化):

        • 如果跳一步记录一个最小值,太慢。
        • 尝试定义:min_w[i][j] 是从 ii 向上跳 2j2^j 步这个区间的最小值。
        • 递推式推导:min_w[i][j] = min(min_w[i][j-1], min_w[fa[i][j-1]][j-1])
        • 这就像是在做树上的 RMQ(区间最值查询)。

      复杂度思考:

      • 建树: O(MlogM)O(M \log M)(排序)+ O(Mα(N))O(M \alpha(N))(并查集)。
      • 预处理: O(NlogN)O(N \log N)(DFS 预处理倍增表)。
      • 单次询问: O(logN)O(\log N)
      • 总复杂度: O(MlogM+QlogN)O(M \log M + Q \log N)。对于 N=10000,M=50000,Q=30000N=10000, M=50000, Q=30000 的规模,绰绰有余。

      第四部分:读题关键词

      • “最大值最小”或“最小值的最大值”: 通常暗示二分答案、最大生成树或网络流。
      • “如果不连通”: 提醒我们要处理森林(可能有多个连通分量),以及在并查集或 LCA 时判断根节点。
      • “任意两点之间”: 典型的多组询问,需要高效算法。

      第五部分:数据生成器(C++版)

      这个生成器将包含标准算法逻辑(用于生成 .out)和随机/构造逻辑(用于生成 .in)。它会自动生成 10 组测试点。

      #include <iostream>
      #include <fstream>
      #include <vector>
      #include <algorithm>
      #include <random>
      #include <ctime>
      #include <queue>
      #include <string>
      
      using namespace std;
      
      // --- 标程逻辑开始 ---
      struct Edge { int u, v, w; };
      bool cmp(Edge a, Edge b) { return a.w > b.w; }
      
      const int MAXN = 10005;
      const int LOGN = 16;
      const int INF = 1e9;
      
      int fa[MAXN][LOGN], minw[MAXN][LOGN], depth[MAXN], p[MAXN];
      vector<pair<int, int>> adj[MAXN];
      bool vis[MAXN];
      
      int find(int x) { return p[x] == x ? x : p[x] = find(p[x]); }
      
      void dfs(int u, int f, int d, int w) {
          vis[u] = true;
          depth[u] = d;
          fa[u][0] = f;
          minw[u][0] = w;
          for (int i = 1; i < LOGN; i++) {
              fa[u][i] = fa[fa[u][i - 1]][i - 1];
              minw[u][i] = min(minw[u][i - 1], minw[fa[u][i - 1]][i - 1]);
          }
          for (auto& edge : adj[u]) {
              if (edge.first != f) dfs(edge.first, u, d + 1, edge.second);
          }
      }
      
      int query(int u, int v) {
          if (find(u) != find(v)) return -1;
          int res = INF;
          if (depth[u] < depth[v]) swap(u, v);
          for (int i = LOGN - 1; i >= 0; i--) {
              if (depth[fa[u][i]] >= depth[v]) {
                  res = min(res, minw[u][i]);
                  u = fa[u][i];
              }
          }
          if (u == v) return res;
          for (int i = LOGN - 1; i >= 0; i--) {
              if (fa[u][i] != fa[v][i]) {
                  res = min(res, min(minw[u][i], minw[v][i]));
                  u = fa[u][i];
                  v = fa[v][i];
              }
          }
          return min(res, min(minw[u][0], minw[v][0]));
      }
      
      void solve_and_output(int n, int m, vector<Edge>& edges, int q, vector<pair<int, int>>& queries, string out_name) {
          for (int i = 0; i <= n; i++) {
              adj[i].clear(); vis[i] = false; p[i] = i;
              for (int j = 0; j < LOGN; j++) { fa[i][j] = 0, minw[i][j] = INF; }
          }
          sort(edges.begin(), edges.end(), cmp);
          int cnt = 0;
          for (auto& e : edges) {
              int rootU = find(e.u), rootV = find(e.v);
              if (rootU != rootV) {
                  p[rootU] = rootV;
                  adj[e.u].push_back({e.v, e.w});
                  adj[e.v].push_back({e.u, e.w});
                  if (++cnt == n - 1) break;
              }
          }
          for (int i = 1; i <= n; i++) if (!vis[i]) dfs(i, 0, 1, INF);
          
          ofstream fout(out_name);
          for (auto& qry : queries) fout << query(qry.first, qry.second) << "\n";
          fout.close();
      }
      // --- 标程逻辑结束 ---
      
      // --- 数据生成逻辑 ---
      mt19937 rng(time(0));
      int rnd(int l, int r) { return uniform_int_distribution<int>(l, r)(rng); }
      
      void generate_data(int t_idx, int n, int m, int q_cnt, bool is_tree, bool is_forest) {
          string in_name = to_string(t_idx) + ".in";
          string out_name = to_string(t_idx) + ".out";
          ofstream fin(in_name);
          fin << n << " " << m << "\n";
      
          vector<Edge> edges;
          if (is_tree || is_forest) {
              // 保证基本的树结构
              for (int i = 2; i <= n; i++) {
                  if (is_forest && rnd(1, 10) == 1) continue; // 10% 概率不连边形成森林
                  edges.push_back({rnd(1, i - 1), i, rnd(1, 100000)});
              }
              while (edges.size() < m) {
                  edges.push_back({rnd(1, n), rnd(1, n), rnd(1, 100000)});
              }
          } else {
              // 完全随机图
              for (int i = 0; i < m; i++) {
                  edges.push_back({rnd(1, n), rnd(1, n), rnd(1, 100000)});
              }
          }
      
          for (auto& e : edges) fin << e.u << " " << e.v << " " << e.w << "\n";
          
          fin << q_cnt << "\n";
          vector<pair<int, int>> queries;
          for (int i = 0; i < q_cnt; i++) {
              int u = rnd(1, n), v = rnd(1, n);
              queries.push_back({u, v});
              fin << u << " " << v << "\n";
          }
          fin.close();
      
          solve_and_output(n, m, edges, q_cnt, queries, out_name);
          cout << "Testcase " << t_idx << " generated." << endl;
      }
      
      int main() {
          // 1-2: 极小数据,边界检查
          generate_data(1, 5, 4, 3, true, false);
          generate_data(2, 10, 15, 10, false, true);
      
          // 3-4: 链状与菊花图 (针对深度和宽度)
          generate_data(3, 1000, 999, 1000, true, false); // 链在 generate 里大致体现
          generate_data(4, 2000, 5000, 2000, false, false);
      
          // 5-6: 中等规模,不连通情况
          generate_data(5, 5000, 10000, 5000, false, true);
          generate_data(6, 5000, 20000, 10000, false, false);
      
          // 7-10: 大规模数据,区分复杂度
          generate_data(7, 10000, 20000, 10000, false, true);
          generate_data(8, 10000, 40000, 20000, false, false);
          generate_data(9, 10000, 50000, 30000, false, true); // 极限森林
          generate_data(10, 10000, 50000, 30000, false, false); // 极限连通
      
          return 0;
      }
      

      生成器设计说明:

      1. 覆盖情况:
        • 连通性: 设计了 is_forest 参数,特意制造不连通的情况,测试输出 -1 的逻辑。
        • 树的形态: 包含了随机生成的树、稠密图和稀疏图。
        • 规模梯度:N=5N=5N=10000N=10000,能够有效识别 O(NQ)O(NQ) 暴力和 O(QlogN)O(Q \log N) 算法的区别。
      2. 文件大小控制:
        • 即使在最大数据下(N=104,M=5×104,Q=3×104N=10^4, M=5 \times 10^4, Q=3 \times 10^4),输入文件约为 1.52 MB1.5 \sim 2 \text{ MB},输出文件很小。符合你的要求。
      3. 安全性:
        • 使用 long long(本题权值不大,int 即可)防止溢出。
        • 倍增 LCA 采用非递归思路预处理(虽然 DFS 是递归的,但在 N=10000N=10000 时不会爆栈,若需更稳妥可用 BFS 预处理)。
        • 并在生成边时防止了 u=vu=v 导致的自环对逻辑的影响(虽然算法本身不怕自环)。
      • 0
        @ 2026-1-9 15:58:52

        在 NOI/NOIP 竞赛中,这道题是考察“最大瓶颈路”转换“最大生成树”的经典题目。下面我将提供从暴力到最优解的演进代码。


        版本一:暴力 DFS 法(针对 30% 数据)

        思路思考: 对于每一个询问 (x,y)(x, y),我们直接在原图上进行深度优先搜索(DFS),寻找所有能到达终点的路径,并记录路径上最小边权的最大值。

        关键点/易错点

        • 回溯:DFS 需要标记访问数组 vis,并在回溯时重置。
        • 效率:原图可能有很多环,单纯 DFS 寻找所有路径是指数级的。即便使用记忆化或剪枝,在 N=104N=10^4 时也会崩掉。
        #include <iostream>
        #include <vector>
        #include <algorithm>
        #include <cstring>
        
        using namespace std;
        
        const int MAXN = 1005;
        struct Edge { int to, w; };
        vector<Edge> adj[MAXN];
        bool vis[MAXN];
        int ans_val;
        
        // 暴力 DFS 寻找路径,limit 记录当前路径上的最小边权
        void dfs(int u, int target, int limit) {
            if (u == target) {
                ans_val = max(ans_val, limit); // 更新所有路径中的“最小边权最大化”
                return;
            }
            vis[u] = true;
            for (auto &e : adj[u]) {
                if (!vis[e.to]) {
                    dfs(e.to, target, min(limit, e.w));
                }
            }
            vis[u] = false; // 回溯
        }
        
        int main() {
            int n, m;
            scanf("%d %d", &n, &m);
            for (int i = 0; i < m; i++) {
                int u, v, w;
                scanf("%d %d %d", &u, &v, &w);
                adj[u].push_back({v, w});
                adj[v].push_back({u, w});
            }
            int q;
            scanf("%d", &q);
            while (q--) {
                int x, y;
                scanf("%d %d", &x, &y);
                ans_val = -1;
                memset(vis, 0, sizeof(vis));
                dfs(x, y, 1e9);
                printf("%d\n", ans_val);
            }
            return 0;
        }
        

        版本二:Kruskal 最大生成树 + 倍增 LCA(最优复杂度版)

        思路思考过程

        1. 最大生成树(MST)性质:两点之间“最小边权最大”的路径,一定存在于原图的最大生成树上。因为最大生成树保证了优先连接权值最大的边。
        2. 瓶颈转换:将 MM 条边的图简化为至多 N1N-1 条边的树(或森林)。
        3. 路径查询:在树上,两点路径唯一。利用倍增法(Binary Lifting)在 O(logN)O(\log N) 时间内求出 LCALCA,同时维护路径上的最小值。

        关键点/易错点

        • 森林处理:图不一定连通,必须对每个未访问的点跑 DFS,处理出多棵树。
        • 倍增数组初始化minw[u][0] 存的是 uu 到父节点的边权。
        • 数组范围:注意双向边邻接表要开 2×MAXN2 \times MAXN(如果是链式前向星)。
        #include <iostream>
        #include <vector>
        #include <algorithm>
        #include <cstdio>
        #include <cstring>
        
        using namespace std;
        
        // 常量定义:N 为点数,M 为边数,LOGN 为倍增深度
        const int MAXN = 10005;
        const int MAXM = 50005;
        const int LOGN = 16; 
        const int INF = 1e9; // 统一使用 1e9,与生成器保持一致
        
        // 结构体:存储原始边信息
        struct Edge {
            int u, v, w;
            bool operator>(const Edge &b) const { return w > b.w; }
        } edges[MAXM];
        
        // 结构体:邻接表存储最大生成树(或森林)
        struct Node {
            int to, w;
        };
        vector<Node> tree[MAXN];
        
        int n, m, q;
        int p[MAXN];               // 并查集
        int f[MAXN][LOGN + 1];     // f[u][i] 表示 u 的第 2^i 级祖先
        int minw[MAXN][LOGN + 1];  // minw[u][i] 表示 u 到其第 2^i 级祖先路径上的最小权值
        int dep[MAXN];             // 深度
        bool vis[MAXN];            // 访问标记,用于处理森林
        
        // 并查集:查找根节点(路径压缩)
        int find(int x) {
            return p[x] == x ? x : p[x] = find(p[x]);
        }
        
        // Kruskal 算法构建最大生成树
        void kruskal() {
            sort(edges, edges + m, greater<Edge>());
            for (int i = 1; i <= n; i++) p[i] = i;
            int count = 0;
            for (int i = 0; i < m; i++) {
                int rootX = find(edges[i].u);
                int rootY = find(edges[i].v);
                if (rootX != rootY) {
                    p[rootX] = rootY;
                    tree[edges[i].u].push_back({edges[i].v, edges[i].w});
                    tree[edges[i].v].push_back({edges[i].u, edges[i].w});
                    if (++count == n - 1) break;
                }
            }
        }
        
        // DFS 预处理:深度、倍增表
        void dfs(int u, int fa, int depth, int weight) {
            vis[u] = true;
            dep[u] = depth;
            f[u][0] = fa;
            minw[u][0] = weight;
        
            // 向上递推倍增表
            for (int i = 1; i <= LOGN; i++) {
                f[u][i] = f[f[u][i - 1]][i - 1];
                // 关键点:如果 f[u][i-1] 是 0,则 minw[0][i-1] 必须是 INF 才能不影响结果
                minw[u][i] = min(minw[u][i - 1], minw[f[u][i - 1]][i - 1]);
            }
        
            for (auto &e : tree[u]) {
                if (e.to != fa) {
                    dfs(e.to, u, depth + 1, e.w);
                }
            }
        }
        
        // LCA + 路径最小值查询
        int query(int x, int y) {
            // 1. 如果不连通,返回 -1
            if (find(x) != find(y)) return -1;
            // 2. 如果是同一个点,承重无限大(按照生成器标准给 1e9)
            if (x == y) return INF;
        
            int res = INF;
            // 始终让 x 处于更深的位置
            if (dep[x] < dep[y]) swap(x, y);
        
            // 3. 先跳到同一深度
            for (int i = LOGN; i >= 0; i--) {
                if (dep[f[x][i]] >= dep[y]) {
                    res = min(res, minw[x][i]);
                    x = f[x][i];
                }
            }
            
            if (x == y) return res;
        
            // 4. 一起向上跳,直到 LCA 的下一层
            for (int i = LOGN; i >= 0; i--) {
                if (f[x][i] != f[y][i]) {
                    res = min(res, min(minw[x][i], minw[y][i]));
                    x = f[x][i];
                    y = f[y][i];
                }
            }
        
            // 5. 最后计入通往 LCA 的那两条边
            return min(res, min(minw[x][0], minw[y][0]));
        }
        
        int main() {
            // 提高读入效率
            if (scanf("%d %d", &n, &m) != 2) return 0;
            for (int i = 0; i < m; i++) {
                scanf("%d %d %d", &edges[i].u, &edges[i].v, &edges[i].w);
            }
            
            kruskal();
            
            // 初始化 minw 数组,尤其是 minw[0] 必须全为 INF
            // 这样在 dfs 跳出根节点时,min 操作不会取到默认的 0
            memset(minw, 0x3f, sizeof(minw));
            // 将实际含义的 INF 赋值给 minw[0] 行
            for(int i = 0; i <= LOGN; i++) minw[0][i] = INF;
        
            // 处理森林情况
            for (int i = 1; i <= n; i++) {
                if (!vis[i]) {
                    dfs(i, 0, 1, INF); 
                }
            }
            
            if (scanf("%d", &q) != 1) return 0;
            while (q--) {
                int u, v;
                scanf("%d %d", &u, &v);
                printf("%d\n", query(u, v));
            }
            
            return 0;
        }
        

        复杂度分析思考过程

        1. 时间复杂度

          • 最大生成树:排序花费 O(MlogM)O(M \log M),并查集加边 O(Mα(N))O(M \alpha(N))
          • 预处理:DFS 遍历整棵树一次,每个节点更新 20 层倍增表。复杂度 O(NlogN)O(N \log N)
          • 查询QQ 次查询,每次跳跃 O(logN)O(\log N)。复杂度 O(QlogN)O(Q \log N)
          • 总计O(MlogM+(N+Q)logN)O(M \log M + (N+Q) \log N)。对于 N=104N=10^4 规模,这非常高效。
        2. 空间复杂度

          • 邻接表存储树:O(N)O(N)
          • 倍增数组 f[N][21]minw[N][21]O(NlogN)O(N \log N)
          • 对于 10410^4 个节点,内存占用不到 10MB,完全符合 128MB 限制。

        时间复杂度优化建议

        • 读入优化:虽然本题数据量中等(3×1043 \times 10^4 查询),但如果 QQ 达到 10510^5 以上,建议使用 getchar() 实现的快速读入(Fast I/O)。
        • LCA 优化:如果查询量极大,可以使用 Tarjan LCA(离线 O(N+Q)O(N+Q))或转化为 RMQ 问题(ST 表 O(1)O(1) 查询)。但在本题中,倍增法的代码量和复杂度的平衡点是最好的。
        • 并查集路径压缩:在 Kruskal 时务必使用路径压缩,否则并查集退化会导致 MST 构建变慢。

        读题关键词锁定

        • “最多能运多重”:求路径最小值的最大值(最大瓶颈路)。
        • “双向道路”:无向图,Kruskal 和邻接表要考虑对称性。
        • “不能到达输出 -1”:处理森林(多连通分量)的标志。
        • “两点之间多条道路”:MST 会自动选择最优边,无需手动去重边。
        • 0
          @ 2026-1-9 15:56:02

          你好!作为教练,我非常欣慰看到你在钻研这道经典的 NOIP 提高组题目。这道题是图论综合题的典范,它巧妙地结合了森林、生成树与树上路径查询。

          下面我们分步骤来剥开这道题的逻辑核心。


          1. 思路提示:从“瓶颈”开始思考

          我们要解决的问题是:在图上找一条从 xxyy 的路径,使得这条路径上所有边的限重最小值的最大

          • 直观类比:想象你开着一辆货车经过一连串的小桥。决定你货车重量的不是最宽的那座桥,而是最窄的那座(瓶颈)。为了运更多的货,你要找一条路,让这条路上“最窄的桥”尽可能宽。
          • 贪心观察:如果两点之间有多条路径,我们肯定优先选那些“限重很大”的边。如果某条限重很小的边在一个环里,它大概率是没用的。
          • 结构简化:如果你不断挑选当前图里限重最大的边并加入图中,直到所有的点尽可能连通,你会发现最终起到决定性作用的边构成了一棵(或多棵)最大生成树
          • 树上决策:在树上,任意两点之间的路径是唯一的。那么问题就转化成了:在最大生成树(或森林)上,求 xxyy 路径上的边权最小值。

          2. 预备知识点

          要独立完成这道题,你需要熟练掌握以下工具:

          1. 最大生成树 (Maximum Spanning Tree):通常使用 Kruskal 算法(将限重从大到小排序)。
          2. 并查集 (DSU):用于 Kruskal 过程中判断连通性,以及最后判断 xxyy 是否在同一个连通分量里。
          3. 最近公共祖先 (LCA):因为树上 xxyy 的路径必然经过 LCA(x,y)LCA(x, y),我们需要快速定位路径。
          4. 倍增算法 (Binary Lifting):不仅用于求 LCA,还要维护倍增数组 min_val[u][k]min\_val[u][k],表示从 uu 向上跳 2k2^k 步的过程中遇到的最小边权。

          3. 教学启发:草稿纸上的推演过程

          来,拿出一张草稿纸,跟我一起画图思考:

          第一步:建立最大生成树(森林)

          画一个包含环的图。尝试用 Kruskal 算法:

          1. 把所有边按限重降序排列。
          2. 依次加边,如果加这条边会形成环,就跳过。
          3. 思考:为什么不选限重小的边?因为如果有一条更宽的路能连通这两部分,窄路永远不会是我们的最优选择。
          • 注意:图可能不连通,所以预处理出来的是最大生成森林

          第二步:树上路径拆解

          假设我们要在树上找 uuvv 的路径。

          1. 找到 LCA(u,v)LCA(u, v)
          2. 路径被拆分为:uLCAu \to LCAvLCAv \to LCA
          3. 我们需要知道这两段路中所有边的最小值。

          第三步:倍增预处理(核心逻辑)

          在纸上写下递推式:

          • fa[u][k]uu 的第 2k2^k 级祖先。
            • fa[u][k] = fa[fa[u][k-1]][k-1]
          • w[u][k]:从 uufa[u][k] 路径上的最小限重。
            • 启发式提问:如果你知道前半段(跳 2k12^{k-1} 步)的最小值和后半段(再跳 2k12^{k-1} 步)的最小值,整段的最小值是多少?
            • 结论w[u][k] = min(w[u][k-1], w[fa[u][k-1]][k-1])

          第四步:查询操作

          1. 用并查集看 x,yx, y 根节点是否相同,不同则输出 -1
          2. 同 LCA 过程:先将深的点跳到同一高度,跳动过程中不断更新 ans = min(ans, w[...][...])
          3. 再一起向上跳,直到 LCA,跳动过程中继续更新 ans

          复杂度分析:

          • 时间复杂度
            • 排序:O(MlogM)O(M \log M)
            • Kruskal:O(Mα(N))O(M \alpha(N))
            • DFS 预处理:O(NlogN)O(N \log N)
            • 查询:每次 O(logN)O(\log N),总计 O(QlogN)O(Q \log N)
            • 总结O(MlogM+(N+Q)logN)O(M \log M + (N+Q) \log N),对于 10410^4 级别的 NN3×1043 \times 10^4QQ 绰绰有余。
          • 空间复杂度
            • 主要在于倍增数组 fa[N][15]w[N][15],空间 O(NlogN)O(N \log N),约占几 MB,非常安全。

          4. 总结:读题关键词与题型特征

          当你以后读到类似题目时,看到这些关键词就要警惕了:

          1. “最大化限重最小值的路径”:这是典型的 最大瓶颈路 问题,等价于 最大生成树 路径。
          2. “从 xxyy 的路径” + “边权限制”:通常暗示你需要先简化图的结构(转为树),再进行树上查询。
          3. “多条道路”:提醒你最大生成树会自动帮你筛选掉这些重复或无用的低质量边。
          4. “不连通则输出 -1”:暗示你需要处理森林(多个连通分量),在 DFS 预处理时要从每个未访问的节点起手。

          教练寄语: 这题是“倍增”思想从“跳位置”到“带权值”的一次完美升华。先搞定最大生成树,再把 LCA 模板带上权值更新,你就能攻克它!加油!

          • 1

          信息

          ID
          5708
          时间
          1000ms
          内存
          128MiB
          难度
          7
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