LCA ライブラリ

クラスにしたのでとりあえず。

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Verify: Lowest Common Ancestor | Aizu Online Judge

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define int long long   // <-----!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

#define rep(i,n) for (int i=0;i<(n);i++)
#define rep2(i,a,b) for (int i=(a);i<(b);i++)
#define rrep(i,n) for (int i=(n)-1;i>=0;i--)
#define rrep2(i,a,b) for (int i=(b)-1;i>=(a);i--)
#define all(a) (a).begin(),(a).end()

typedef long long ll;
typedef pair<int, int> Pii;
typedef tuple<int, int, int> TUPLE;
typedef vector<int> V;
typedef vector<V> VV;
typedef vector<VV> VVV;
typedef vector<vector<int>> Graph;
const int inf = 1e9;
const int mod = 1e9 + 7;

class LCA {
private:
    static const int MAX_LOG = 20;
    const int n;
    Graph G;
    VV par;
    V depth;
public:
    LCA(int _n) : n(_n), G(_n), par(MAX_LOG, V(_n)), depth(_n) {}
    // undirected
    void addEdge(int a, int b) {
        G[a].emplace_back(b);
        G[b].emplace_back(a);
    }
    // 各頂点の深さと、1つ前の親を求める
    void dfs(int v, int p, int d) {
        par[0][v] = p;
        depth[v] = d;
        for (auto nxt : G[v]) {
            if (nxt != p) {
                dfs(nxt, v, d + 1);
            }
        }
    }
    // 各頂点の2^k番目の親を求めておく
    void setPar() {
        // 0を根として1つ目の親を求める
        dfs(0, -1, 0);

        // 2^i番目の親を求める
        rep(i, MAX_LOG - 1) {
            rep(j, n) {
                if (par[i][j] == -1) {
                    par[i + 1][j] = -1;
                } else {
                    par[i + 1][j] = par[i][par[i][j]];
                }
            }
        }
    }
    int lca(int a, int b) {
        // まずaとbの深さを揃える
        if (depth[a] > depth[b]) {
            swap(a, b);
        }
        rep(i, MAX_LOG) {
            if ((depth[b] - depth[a]) >> i & 1) {
                b = par[i][b];
            }
        }
        if (a == b) return a;

        // ぶつかる直前までa, bを上げる
        rrep(i, MAX_LOG) {
            if (par[i][a] != par[i][b]) {
                a = par[i][a];
                b = par[i][b];
            }
        }
        // aとbの1つ前の親は一致している
        return par[0][a];
    }
};

signed main() {
    std::ios::sync_with_stdio(false);
    std::cin.tie(0);

    int n;
    scanf("%lld", &n);
    LCA lca(n);
    rep(i, n) {
        int k;
        scanf("%lld", &k);
        rep(j, k) {
            int c;
            scanf("%lld", &c);
            lca.addEdge(i, c);
        }
    }

    lca.setPar();

    int Q;
    scanf("%lld", &Q);
    rep(i, Q) {
        int u, v;
        scanf("%lld%lld", &u, &v);
        printf("%lld\n", lca.lca(u, v));
    }
}