并查集及其应用

简介: 并查集及其应用

1.格子游戏

信息学奥赛一本通(C++版)在线评测系统 (ssoier.cn)

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=40010;
int p[N];
int n,m;
int find(int x)
{
    if(p[x]!=x) p[x]=find(p[x]);
    return p[x];
}
int get(int x,int y)//二维坐标映射到一维
{
    return x*n+y;
}
int main()
{
   cin>>n>>m;
   for(int i=0;i<N;i++) p[i]=i;
   int res=0;
   for(int i=1;i<=m;i++)
   {
       int x,y,a,b;
       char type;
       cin>>x>>y>>type;
       x--,y--;//因为下标是从1开始的,映射到从0开始
       a=get(x,y);//把二位坐标映射到一维里
       if(type=='D') b=get(x+1,y);
       else b=get(x,y+1);
       int pa=find(a),pb=find(b);
       if(pa==pb)//假如有环的
       {
           res=i;
           break;
       }
       p[pa]=pb;
   }
   if(res) cout<<res<<endl;
   else puts("draw");
    return 0;
}

2.搭配购买

信息学奥赛一本通(C++版)在线评测系统 (ssoier.cn)

把搭配购买的看成一个整体,然后做一遍01背包就可

 

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=1e4+10;
int p[N],v[N],w[N];
int n,m,vol;
int f[N];
int find(int x)
{
    if(p[x]!=x) p[x]=find(p[x]);
    return p[x];
}
int main()
{
   cin>>n>>m>>vol;
   for(int i=1;i<=n;i++) p[i]=i;
   for(int i=1;i<=n;i++) cin>>v[i]>>w[i];
   while(m--)
   {
       int a,b;
       cin>>a>>b;
       a=find(a),b=find(b);
       if(a!=b)
       {
           v[b]+=v[a];//把a的价钱绑定在b中
           w[b]+=w[a];//把a的价值绑定在b中
           p[a]=b;//把ad节点合并在b中
       }
   }
   for(int i=1;i<=n;i++)//做一遍01背包
        if(p[i]==i)//假如是根节点
           for(int j=vol;j>=v[i];j--)
             f[j]=max(f[j],f[j-v[i]]+w[i]);
  cout<<f[vol]<<endl;
    return 0;
}

3.程序自动分析

237. 程序自动分析 - AcWing题库

把点离散化了,然后相等就和合并同个集合,在判断不相等有没有矛盾即可

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=2e5+10;
int p[N],n;
struct Q//存询问
{
    int a,b,e;
}q[N];
unordered_map<int,int> ha;
int find(int x)
{
    if(p[x]!=x) p[x]=find(p[x]);
    return p[x];
}
int get(int x)//把坐标进行映射
{
    if(!ha.count(x)) ha[x]=++n;
    return ha[x];
}
bool solve()
{
    n=0;
    int k;
    scanf("%d",&k);
    ha.clear();//清空上一层的状态
    for(int i=1;i<=k;i++) 
    {
        int a,b,e;
        scanf("%d%d%d",&a,&b,&e);
        q[i]={get(a),get(b),e};
    }
    for(int i=1;i<=n;i++) p[i]=i;//初始化
    for(int i=1;i<=k;i++)
        if(q[i].e)//假如是相等就合并
        {
            int a=find(q[i].a),b=find(q[i].b);
            p[a]=b;
        }
    for(int i=1;i<=k;i++)
        if(!q[i].e)//假如不相等看看在不在一个集合里,假如在则矛盾
        {
            int a=find(q[i].a),b=find(q[i].b);
             if(a==b) return false;
        }
    return true;//反之没矛盾
}
int main()
{
  int T;
  scanf("%d",&T);
  while(T--)
     if(solve()) puts("YES");
     else puts("NO");
    return 0;
}

4.奇偶游戏

239. 奇偶游戏 - AcWing题库

1.带边权的做法

异或就是二进制不进位加法

dx表示跟根节点的关系

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=1e4+10;
int p[N],d[N];//s表示集合的长度,d表示每个点到根节点的距离
int n,m;
unordered_map<int,int> ha;
int get(int x)
{
    if(!ha.count(x)) ha[x]=++n;
    return ha[x];
}
int find(int x)
{
    if(p[x]!=x) 
    {
        int root=find(p[x]);
        d[x]^=d[p[x]];//更新路径长其他的值
        p[x]=root;
    }
    return p[x];
}
int main()
{
    cin>>n>>m;
    n=0;
    int res=m;
    for(int i=0;i<N;i++) p[i]=i;//初始化
    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
        int a,b;
        string type;
        cin>>a>>b>>type;
        a=get(a-1),b=get(b);//获取离散化后的值
        int t=0;
        if(type=="odd") t=1;//假如是奇数
        int pa=find(a),pb=find(b);
        if(pa==pb)//假如在一个集合
        {
          if((d[a]^d[b])!=t)//假如跟t不同类
          {
             res=i-1;
             break;
          }
        }
        else//反之不在一个集合就合并
        {
            p[pa]=pb;
            d[pa]=d[a]^d[b]^t;//合并到同一类中
        }
    }
    cout<<res<<endl;
    return 0;
}

2. 用扩展域的做法

假如条件少的话可以用,因为这里只有奇数和偶数,两个条件,可以用

 

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=2e4+10,M=N/2;//M是分界线在0-M是偶数,大于M是奇数
int p[N],d[N];//s表示集合的长度,d表示每个点到根节点的距离
int n,m;
unordered_map<int,int> ha;
int get(int x)
{
    if(!ha.count(x)) ha[x]=++n;
    return ha[x];
}
int find(int x)
{
    if(p[x]!=x) p[x]=find(p[x]);
    return p[x];
}
int main()
{
    cin>>n>>m;
    n=0;
    int res=m;
    for(int i=0;i<N;i++) p[i]=i;//初始化
    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
        int a,b;
        string type;
        cin>>a>>b>>type;
        a=get(a-1),b=get(b);//获取离散化后的值
        int a1=find(a),a2=find(a+M),b1=find(b),b2=find(b+M);//获取a跟b的偶数和奇数情况
        if(type=="odd")//假如是奇数类型
        {
            if(a1==b1||a2==b2)//但是a跟b同类了
            {
                res=i-1;
                break;
            }
            p[a1]=b2;//反之把a的偶数合并到b的奇数
            p[a2]=b1;//反之把a的奇数合并到b的偶数
        }
        else//假如是偶数
        {
            if(a1==b2||a2==b1)//假如不同类
            {
                res=i-1;
                break;
            }
            p[a1]=b1;//把偶数合并到偶数里
            p[a2]=b2;//把奇数合并到奇数里
        }
    }
    cout<<res<<endl;
    return 0;
}

5.银河英雄传说

238. 银河英雄传说 - AcWing题库

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=3e4+10;
int p[N],d[N],s[N];//s表示集合的长度,d表示每个点到根节点的距离
int find(int x)
{
    if(p[x]!=x)
    {
        int root=find(p[x]);//先弄出根
        d[x]+=d[p[x]];//把路径长的长度都加上,给这个点
        p[x]=root;//最后让p[x]等于根
    }
    return p[x];
}
int main()
{
    int m;
    scanf("%d",&m);
    for(int i=1;i<N;i++) p[i]=i,s[i]=1;
    while(m--)
    {
        char op[2];
        int a,b;
        scanf("%s%d%d",op,&a,&b);
        int pa=find(a),pb=find(b);
        if(op[0]=='M')
        {
            if(pa==pb) continue;//假如已经合并过了
            d[pa]=s[pb];//让根+pb的长度
            s[pb]+=s[pa];//更新新的b的长度
            p[pa]=pb;//把a合并到b里
        }
        else
        {
            if(pa!=pb) puts("-1");//假如不在一列中
            else printf("%d\n",max(0,abs(d[a]-d[b])-1));//假如在一列中输出距离
        }
    }
    return 0;
}
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