树的重心——树的结构

树的重心是指对于某个点,将其删除后,可以使得剩余联通块的最大值最小。也就等价于一某个点为根的树,将根删除后,剩余的若干棵子树的大小最小。

例如下图的树的重心就是2。

性质:

        性质一:重心的若干棵子树打大小一定小于等于 n/2(n为总节点个数)。除了重心以外的所有其他点,都必然存在一棵节点个数大于 n/2 的子树。

        性质二:一棵树至多有两个重心,如果存在两个重心,则必然相邻。将脸两个重心的边删除后,一定划分为两棵大小相等的树。

        性质三:树中所有点到重心的距离和是最小的。如果有两个重心,那么到他们的距离和一样,反之,距离和最小的点一定是重心。 

 求重心的方法:

mss[ ]表示x点所有子树大小的最大值,即如下图所示,其实2的子树大小的最大值为2。

package lanqiao;import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;/*** 2024/3/31 10:08*/
public class lanqiao_树的重心 {static int n;static List<Integer>[] list;static List<Integer> res;static int[] sz;static int[] mss;public static void main(String[] args) {Scanner scan=new Scanner(System.in);n=scan.nextInt();res=new ArrayList<>();sz=new int[n+1];mss=new int[n+1];list=new List[n+1];for (int i = 0; i < n + 1; i++) {list[i]=new ArrayList<>();}for (int i=0;i<n-1;i++){int x=scan.nextInt();int y=scan.nextInt();list[x].add(y);list[y].add(x);}dfs(1,0);System.out.println("该树的重心为:");for (int i = 0; i < res.size(); i++) {System.out.print(res.get(i)+" ");}System.out.println();}public static void dfs(int x,int father){sz[x]=1;mss[x]=0;for (int y:list[x]){if (y==father)continue;dfs(y,x);sz[x]+=sz[y];//不断找x的各种不同子树mss[x]=Math.max(mss[x],sz[y]);//找出x点的子树大小的最大值}mss[x]=Math.max(mss[x],n-sz[x]);//比较x的子树,和除x及其子树的另一棵树的大小,取出最大值if (mss[x]<=n/2)//应用性质一res.add(x);}
}

 运行结果:

6
5 1
1 4
6 3
2 6
6 1
该树的重心为:
6 1 Process finished with exit code 0

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