并查集_Java实现(模板)

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关于并查集的概念和效率，这里不详述，网上一大堆，这里主要记录一下并查集的 Java代码实现

三步走：
1.初始化pres和rangks数组，pres为每个元素的父结点（上一级），ranks为每个元素作为根节点时的树的秩（树的深度），一开始设置pres的每个值为每个元素自己，设置ranks每个值为0.
2.find() 查询该元素的首级，顺便做路径压缩
3.unionSet() 合并两个集合，按秩合并，秩小的树的根节点指向秩大的树的根节点。

//Java实现的并查集数据结构和并查算法
public class 并查集 {

    public static void main(String[] args) {
        int n = 10; //结点数

        //边数据
        int[][] edges = {{0, 9}, {9, 3}, {1, 2}, {2, 8}, {4, 5}, {6, 7}, {0, 5}, {6, 8}};
        int[] pres = new int[n];
        int[] ranks = new int[n];

        //初始化，把pres每个元素的上一级设置为自己，把ranks的每个元素的深度设置为0
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            pres[i] = i;
            ranks[i] = 0;
        }

        //通过边数据构造并查集
        for (int[] edge : edges)
            unionSet(edge[0], edge[1], pres, ranks);

        printAns(pres, ranks);
    }

    //并：合并两个集合，按秩合并
    public static void unionSet(int n1, int n2, int[] pres, int[] ranks) {
        int root1 = find(n1, pres);
        int root2 = find(n2, pres);
        if (ranks[root1] < ranks[root2]) {
            pres[root1] = root2;
        } else {
            pres[root2] = root1;
            if (ranks[root1] == ranks[root2])
                ranks[root1]++;
        }
    }

    //查：查找元素的首级
    public static int find(int x, int[] pres) {
        int root = x;
        while (pres[root] != root)
            root = pres[root];

        //路径压缩
        int p = x;
        while (pres[p] != p) {
            int t = pres[p];
            pres[p] = root;
            p = t;
        }
        return root;
    }

    public static void printAns(int[] pres, int[] ranks) {
        System.out.print("pres:\t");
        for (int pre : pres)
            System.out.print(pre + " ");
        System.out.print("\nranks:\t");
        for (int rank : ranks)
            System.out.print(rank + " ");
        System.out.print("\nidx:\t");
        for (int i = 0; i < pres.length; i++)
            System.out.print(i + " ");
    }

}

/*
 * pres: 0 6 1 0 0 4 6 6 1 0
 * ranks:2 1 0 0 1 0 2 0 0 0
 * idx:	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
 *
 * */