定义:
一棵树的直径就是这棵树上存在的最长路径。
求法:
两次dfs或bfs。第一次任意选一个点进行dfs(bfs)找到离它最远的点,此点就是最长路的一个端点,再以此点进行dfs(bfs),找到离它最远的点,此点就是最长路的另一个端点,于是就找到了树的直径。
证明:
1 设u为s-t路径上的一点,结论显然成立,否则设搜到的最远点为T则
dis(u,T) >dis(u,s) 且 dis(u,T)>dis(u,t) 则最长路不是s-t了,与假设矛盾
2 设u不为s-t路径上的点
首先明确,假如u走到了s-t路径上的一点,那么接下来的路径肯定都在s-t上了,而且终点为s或t,在1中已经证明过了
所以现在又有两种情况了:
1:u走到了s-t路径上的某点,假设为X,最后肯定走到某个端点,假设是t ,则路径总长度为dis(u,X)+dis(X,t)
2:u走到最远点的路径u-T与s-t无交点,则dis(u-T) >dis(u,X)+dis(X,t);显然,如果这个式子成立,
则dis(s,X)+dis(u,T)-dis(u,X)>dis(s,X)+dis(X,u)+dis(u,T)>dis(s,X)+dis(X,t)=dis(s,t) 即dis(s,T)>dis(s,t)最长路不是s-t矛盾
代码:
/*树的直径是指树的最长简单路。求法: 两遍BFS :先任选一个起点BFS找到最长路的终点,再从终点进行BFS,则第二次BFS找到的最长路即为树的直径; 原理: 设起点为u,第一次BFS找到的终点v一定是树的直径的一个端点 证明: 1) 如果u 是直径上的点,则v显然是直径的终点(因为如果v不是的话,则必定存在另一个点w使得u到w的距离更长,则于BFS找到了v矛盾) 2) 如果u不是直径上的点,则u到v必然于树的直径相交(反证),那么交点到v 必然就是直径的后半段了 所以v一定是直径的一个端点,所以从v进行BFS得到的一定是直径长度 */ #include <bits/stdc++.h> using namespace std; #define INF 10000000000 vector <int > G[1000005]; vector<int > E[1000005]; bool vis[1000005]; int d[1000005]; void init() { memset(vis, 0, sizeof(vis)); } void dfs(int u) { vis[u] = 1; int size = G[u].size(); //与顶点u相连的点数 for (int i = 0; i<size; i++) { //对与顶点u相连的点数进行扫描 int v = G[u][i]; if (!vis[v]) { d[v] = d[u] + E[u][i]; dfs(v); } } } int main() { int n; cin >> n; int u, v, w; for (int i = 0; i<n-1; i++) { //建立树过程 scanf("%d%d%d",&u,&v,&w); G[u-1].push_back(v-1); //顶点两边都要记录 E[u-1].push_back(w); G[v-1].push_back(u-1); E[v-1].push_back(w); } init(); for (int i = 0; i<n; i++) d[i] = (i == 0?0:INF); dfs(0); int start = 0; int max = -1; for (int i = 0; i<n; i++) { if (d[i] > max && d[i] != INF) { max = d[i]; start = i; } } init(); for (int i = 0; i<n; i++) d[i] = (i == start?0:INF); dfs(start); int ans = -1; for (int i = 0; i<n; i++) { if (d[i] > ans && d[i] != INF) { ans = d[i]; } } //ans = 10*ans + ans*(ans+1)/2; cout << ans << endl; //ans 即为直径 return 0; }