程序自动分析(NOI2015/BZOJ4195)洛谷P1955(并查集)

本文介绍了并查集这一数据结构的基本概念与实现方法,并通过一道具体的编程题目演示了其在处理动态集合问题中的应用。

最近在学习并查集,也做了几道题,总结一波

并查集

在计算机科学中,并查集是一种树型的数据结构,用于处理一些不交集(Disjoint Sets)的合并及查询问题。有一个联合-寻找演算法(union-find algorithm)定义了两个用于此数据结构的操作:

Find:确定元素属于哪一个子集。它可以被用来确定两个元素是否属于同一子集。
Union:将两个子集合并成同一个集合。
由于支援这两种操作,一个不相交集也常被称为联合-寻找数据结构(union-find data structure)或合并-寻找集合(merge-find set)。其他的重要方法,MakeSet,用于建立单元素集合。有了这些方法,许多经典的划分问题可以被解决。

为了更加精确的定义这些方法,需要定义如何表示集合。一种常用的策略是为每个集合选定一个固定的元素,称为代表,以表示整个集合。接着,Find(x) 返回x 所属集合的代表,而Union 使用两个集合的代表作为参数。

模板

int fa[SIZE];
//并查集的初始化
for(int i=1;i<=n;i++)
    fa[i] = i;
//并查集的Get操作,查询一个元素属于哪个集合
int get(int x){
     if(x == fa[x])	return x;
     return fa[x] = get(fa[x]);//路径压缩,fa直接赋值为代表元素
}
//并查集的Merge操作,将两个集合合并成一个大集合
void merge(int x,int y){
      fa[get(x)] = get(y);
}

这个模板还是很好的,可以直接套用。

程序自动分析(NOI2015/BZOJ4195)洛谷P1955

程序自动分析(NOI2015)在其他OJ没有找到这道题,最后在洛谷里发现了,注意下洛谷这道题的输入输出还是按照正常的输入输出,还是就是它没有给出数据量:1<=n<=1e5,1<=x<=1e9。
在这里插入图片描述

思路

利用并查集进行动态维护,刚开始,所有的变量各自构成一个集合;对于每条“相等”的约束条件,合并它约束的两个变量所在的集合即可。最后,再扫描“所有不等”类型的约束条件。如果存在一条“不等”的约束条件,它约束的两个变量处于同一个集合内,则不可能被满足。如果不存在这样的“不等”约束,则全部条件都可以满足。

代码

#include<bits/stdc++.h>
//# define LOCAL
using namespace std;
const int SIZE = 100005;
int fa[SIZE*2];//并查集
int d[SIZE*2];//离散化数组

struct node{
	int x;
	int y;
	int e;
}a[SIZE];//存储输入值
int find(int x){
	if(x == fa[x])
		return x;
	return fa[x] = find(fa[x]);
}
void merge(int x,int y){
	fa[find(x)] = find(y);
}
bool cmp(node a,node b){
	return a.e > b.e;
}

int main(){
#ifdef LOCAL
	freopen("prog.in","r",stdin);
	freopen("prog.out","w",stdout);
#endif
	int t;
	cin >> t;
	while(t--){
		bool flag = 1;//作为最后结果判断
		int n;
		cin >> n;
		for(int i=1;i<=n;i++){
			scanf("%d%d%d",&a[i].x,&a[i].y,&a[i].e);
			d[2*i-1] = a[i].x;
			d[2*i] = a[i].y;
		}
		sort(d,d+2*n+1);//排序 
		int reu = unique(d+1,d+2*n+1) - d;//去重 
		for(int i=1;i<=n;i++){
			a[i].x = lower_bound(d+1,d+reu,a[i].x) - d;
			a[i].y = lower_bound(d+1,d+reu,a[i].y) - d;
		}//根据去重后的数组更新结构体成员的值,离散化
		for(int i=1;i<=reu;i++)
			fa[i] = i;//初始化 
		sort(a+1,a+n+1,cmp);//按e排序 
		for(int i=1;i<=n;i++){
			int r1 = find(a[i].x);
			int r2 = find(a[i].y);
			if(a[i].e)
				merge(r1,r2);//判断条件,合并集合
			else if(r1 == r2){ 
				flag = 0;
				break;
			}
		}
		if(flag){
			cout << "YES" << endl;
		}else
			 cout << "NO" << endl;
	}
	return 0;
}
### 关于NOI2015 P1955程序自动分析中的哈希算法 #### 问题背景与需求解析 在处理大规模数据集时,为了高效地识别变量之间的相等关系并进行快速查询,采用哈希技术成为一种有效手段。对于本题目而言,核心在于通过构建合理的哈希映射机制来加速对大量表达式的比较过程。 #### 哈希函数设计原则 一个好的哈希函数应当具备以下几个特性: - **均匀分布**:尽可能使不同输入得到不同的散列值; - **计算效率高**:能够在常数时间内完成一次运算; - **冲突概率低**:减少因两个不同对象被分配到相同位置而产生的碰撞现象; 针对此题目的特点,在实现过程中可以考虑使用字符串类型的键作为待存储项,并选取合适的模数以降低溢出风险以及提高空间利用率[^4]。 #### 解决方案概述 具体来说,可以通过如下方式应用哈希表解决该类问题: 1. 对每一个新读入的关系式`a==b`或`a!=b`,先分别求取左右两侧操作数对应的唯一标识符(即其所在集合编号),这一步骤可通过维护一个字典形式的数据结构轻松达成。 2. 当遇到形如`a==b`的操作指令时,则需尝试将二者所属群组合并成一个新的整体;反之若是不等于约束,则应确保它们分属独立分支之下。 3. 利用路径压缩优化Find操作性能的同时引入按秩合并不失为明智之举——前者有助于缩短后续访问链路长度,后者则可防止树状结构过度倾斜影响检索速度。 4. 最终遍历整个记录列表判断是否存在违反既定规则的情况即可得出结论。 ```java import java.util.*; public class Main { static final int MOD = (int)(1e9 + 7); // 定义大质数用于取余防溢出 public static void main(String[] args) throws Exception{ Scanner sc = new Scanner(System.in); Map<String, Integer> map = new HashMap<>(); // 存储变量名与其对应ID间的映射关系 DisjointSet dsu = new DisjointSet(2 * 10000 + 5); // 并查集初始化 while(sc.hasNext()){ String op = sc.next(); String varA = sc.next(), varB = sc.next(); if(!map.containsKey(varA)) map.put(varA, map.size()); if(!map.containsKey(varB)) map.put(varB, map.size()); int idA = map.get(varA), idB = map.get(varB); if(op.equals("=")){ dsu.union(idA, idB); }else{ if(dsu.find(idA)==dsu.find(idB)){ System.out.println("NO"); return; } } } System.out.println("YES"); } } class DisjointSet { private int[] parent; private int[] rank; public DisjointSet(int n){ this.parent=new int[n]; this.rank= new int[n]; for(int i=0;i<n;++i){ parent[i]=i; rank[i]=0; } } public int find(int x){ if(x != parent[x]){ parent[x] = find(parent[x]); } return parent[x]; } public boolean union(int x,int y){ int rootX=find(x); int rootY=find(y); if(rootX ==rootY )return false; if(rank[rootX]>rank[rootY])parent[rootY]=rootX; else if(rank[rootX]<rank[rootY])parent[rootX]=rootY; else{ parent[rootY]=rootX; ++rank[rootX]; } return true; } } ```
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值