并查集(详解)

1、什么是并查集?

并查集是一个较为简单的算法。解决一种把大量数据分块后查找某些数据是否是同一类的问题。

并查集由find函数和join函数(名字可以自己起)组成。

2、并查集的原理

为了解释并查集的原理,我将举一个更有爱的例子。 话说江湖上散落着各式各样的大侠,有上千个之多。他们没有什么正当职业,整天背着剑在外面走来走去,碰到和自己不是一路人的,就免不了要打一架。但大侠们有一个优点就是讲义气,绝对不打自己的朋友。而且他们信奉“朋友的朋友就是我的朋友”,只要是能通过朋友关系串联起来的,不管拐了多少个弯,都认为是自己人。这样一来,江湖上就形成了一个一个的群落,通过两两之间的朋友关系串联起来。而不在同一个群落的人,无论如何都无法通过朋友关系连起来,于是就可以放心往死了打。但是两个原本互不相识的人,如何判断是否属于一个朋友圈呢?

我们可以在每个朋友圈内推举出一个比较有名望的人,作为该圈子的代表人物,这样,每个圈子就可以这样命名“齐达内朋友之队”“罗纳尔多朋友之队”……两人只要互相对一下自己的队长是不是同一个人,就可以确定敌友关系了。

但是还有问题啊,大侠们只知道自己直接的朋友是谁,很多人压根就不认识队长,要判断自己的队长是谁,只能漫无目的的通过朋友的朋友关系问下去:“你是不是队长?你是不是队长?”这样一来,队长面子上挂不住了,而且效率太低,还有可能陷入无限循环中。(随便找人就问,这样很乱)于是队长下令,重新组队。队内所有人实行分等级制度,形成树状结构,我队长就是根节点,下面分别是二级队员、三级队员。每个人只要记住自己的上级是谁就行了。遇到判断敌友的时候,只要一层层向上问,直到最高层,就可以在短时间内确定队长是谁了。(每个人只向自己的上级询问,较漫无目的的询问,效率有所提高)由于我们关心的只是两个人之间是否连通,至于他们是如何连通的,以及每个圈子内部的结构是怎样的,甚至队长是谁,并不重要。所以我们可以放任队长随意重新组队,只要不搞错敌友关系就好了。于是,门派产生了。

                                      

3、find函数:找到自己门派的掌门人

定义一个int pre[1000]数组,记录了每个大侠的上级是谁。大侠们从1或者0开始编号(依据题意而定),pre[15]=3就表示15号大侠的上级是3号大侠。如果一个人的上级就是他自己,那说明他就是掌门人了,查找到此为止。每个人初始的上级是自己,即初始定义的时候pre[i]=i。

int find(int x)
{
	int res = x; //委托res去找掌门
	
	while(pre[res] != res) res = pre[res]; //如果res找到的掌门不是他自己,也就是说res不是掌门,res就接着找他的上级,如果res的上级也不是掌门,再向上找,直到找到掌门为止
	return res; //找到之后,把掌门返回
}

4、join函数(让x和y成为朋友)

我们知道每个人的初始掌门是自己,那么如何把关系写进去呢?

void join(int x, int y)
{
    int fx = find(x), fy = find(y);
	//x的掌门是fx,y的掌门是fy
	if(fx != fy) pre[fx] = fy; //如果两个人的老大不相同,让fx当fy的手下,达到让x所在门派和y所在门派合为一派的目的,于是x和y就是一个掌门了,他们也就成为朋友了,这里的并查集必须是pre[x]=fy,不能是fx=pre[fy],如果是这个的话语句的意思就等价于fx=fy
}

适用并查集的经典例题http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1232

原创文章 99 获赞 15 访问量 7352

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/qq_45328552/article/details/101773989