辺の重みが非負の木では、任意の頂点から最も遠い頂点 a を見つけ、次に a から最も遠い頂点を探すと、2回目の探索で得られる距離が木の直径です。任意の始点から最も遠い頂点は直径の端点になります。直径の経路と始点から伸びる経路を考えると、木では経路が一意で重みが非負であるため、直径の端点の少なくとも一方は始点から同じだけ以上遠く、そこから再度探索すれば直径のもう一方の端点に到達します。これは重み付き木に対する標準的な二重走査の性質です。
入力には各頂点の隣接リストがあり、無向辺は両端のリストにすでに一度ずつ記載されています。そのため、入力にある向きの隣接情報だけを追加します。逆向きの辺も追加すると重複します。各リストは頂点番号 -1 で終わるので、辺の重みを読む前に判定します。2回の探索は明示的なスタックで実装し、長い一本道でも再帰の深さ制限を避けます。経路長の合計には long を使います。頂点が1つだけの場合は辺がなく、両方の探索でその頂点だけを訪れて直径 0 を返します。
グラフの構築と2回の探索の計算量は、頂点数を V として O(V)(E = V - 1)です。隣接リスト、スタック、訪問・距離配列の空間計算量は O(V) です。
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import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws IOException {
FastScanner input = new FastScanner();
int vertexCount = input.nextInt();
List<Edge>[] graph = new List[vertexCount];
for (int i = 0; i < vertexCount; i++) {
graph[i] = new ArrayList<>();
}
for (int i = 0; i < vertexCount; i++) {
int vertex = input.nextInt() - 1;
while (true) {
int neighbor = input.nextInt();
if (neighbor == -1) break;
long weight = input.nextInt();
graph[vertex].add(new Edge(neighbor - 1, weight));
}
}
int endpoint = farthestVertex(graph, 0).vertex;
long diameter = farthestVertex(graph, endpoint).distance;
System.out.println(diameter);
}
private static Result farthestVertex(List<Edge>[] graph, int start) {
int[] stack = new int[graph.length];
boolean[] visited = new boolean[graph.length];
long[] distance = new long[graph.length];
int size = 0;
stack[size++] = start;
visited[start] = true;
int farthest = start;
while (size > 0) {
int vertex = stack[--size];
if (distance[vertex] > distance[farthest]) {
farthest = vertex;
}
for (Edge edge : graph[vertex]) {
if (visited[edge.to]) continue;
visited[edge.to] = true;
distance[edge.to] = distance[vertex] + edge.weight;
stack[size++] = edge.to;
}
}
return new Result(farthest, distance[farthest]);
}
private static final class Edge {
final int to;
final long weight;
Edge(int to, long weight) {
this.to = to;
this.weight = weight;
}
}
private static final class Result {
final int vertex;
final long distance;
Result(int vertex, long distance) {
this.vertex = vertex;
this.distance = distance;
}
}
private static final class FastScanner {
private final BufferedInputStream input = new BufferedInputStream(System.in);
private final byte[] buffer = new byte[1 << 16];
private int length;
private int position;
private int read() throws IOException {
if (position == length) {
length = input.read(buffer);
position = 0;
if (length == -1) return -1;
}
return buffer[position++];
}
int nextInt() throws IOException {
int c;
do {
c = read();
} while (c <= ' ' && c != -1);
int sign = 1;
if (c == '-') {
sign = -1;
c = read();
}
int value = 0;
while (c > ' ') {
value = value * 10 + c - '0';
c = read();
}
return value * sign;
}
}
}