一.初始版
并查集,顾名思义,就是“合并查找集合”,所以我们先要进行查找再合并。不过,在此之前,还有一个步骤——初始化。
1.初始化
inline void init(int n) { for(int i=1;i<=n;i++) { fa[i]=i; } }
并查集是树的应用。而初始时,每个量的根都是它本身,所以就是这样做。
2.查找
int find(int x) { if(fa[x]==x) return x; else { return find(fa[x]); } }
因为并查集是一种树的应用,因此可以用递归找它的根。
3.合并
inline void merge(int i,int j) { int x=find(i),y=find(j); fa[x]=y; }
合并是通过寻找两数最大的根,并将其中一数转化为与其合并的另一数,即为变化根。
4.组合
#include<bits/stdc++.h> using namespace std; int fa[20005]; inline void init(int n) { for(int i=1;i<=n;i++) { fa[i]=i; rank[i]=1; } } int find(int x) { if(fa[x]==x) return x; else { fa[x]=find(fa[x]); return fa[x]; } } inline void merge(int i,int j) { int x=find(i),y=find(j); if(rank[x]>=rank[y]) { fa[y]=x; } else fa[x]=y; } int main() { return 0; }
将它们组合起来便是这样,但这些在main函数中可能会被调用许多次,因此必须优化,否则必定超时。这是,路径优化就有作用了!
二.路径优化版
通过观察发现,寻找那里重复了不少操作,因为fa[i]存的只是它上层的根,而不是最大的根,这样每次都要寻找,耗费不小时间。这时我想到,可以把i最大的根(递归结果)更新到fa[i],再返回fa[i],就是下面那样:
int find(int x) { if(fa[x]==x) return x; else { fa[x]=find(fa[x]); return fa[x]; } }
不过,这样也可能会超时……
三.按迭合并
很明显,大合小比小合大的深度要大,因此我们选择小合大,具体操作如下:
inline void merge(int i,int j) { int x=find(i),y=find(j); if(rank[x]>=rank[y]) { fa[y]=x; } else fa[x]=y; }
建立一个数组rank[i],执行init函数时顺便把它们标为1,之后的操作在上面。(你不会看不懂吧?!)
四.完整并查集通用模板
#include<bits/stdc++.h> using namespace std; int fa[20005],rank[20005]; inline void init(int n) { for(int i=1;i<=n;i++) { fa[i]=i; rank[i]=1; } } int find(int x) { if(fa[x]==x) return x; else { fa[x]=find(fa[x]); return fa[x]; } } inline void merge(int i,int j) { int x=find(i),y=find(j); if(rank[x]>=rank[y]) { fa[y]=x; } else fa[x]=y; } int main() { return 0; }
为了是你们提升阅读代码的能力,我就不写注释了。(实际因为太懒)