HDU 1232 (简单并查集)

本文详细介绍了并查集算法的应用,通过示例代码展示了如何使用并查集解决连接问题,包括核心函数Find和Union的实现及优化技巧。

很直接的并查集,只需要找到有多少根,就是需要修的路。

#include<cstdio>

#define Max 1010

int root[Max];

int union_find(int x)
{
    return x == root[x] ? x : (root[x] = union_find(root[x]));
}

int main()
{
//    freopen("in.txt","r",stdin);
    int sum,n;
    while(scanf("%d",&sum) != EOF && sum != 0){

        scanf("%d",&n);

        for(int i = 1;i <= sum; i++)
            root[i] = i;
        int u,v;
        for(int i = 0;i < n; i++){
            scanf("%d%d",&u,&v);
            int _u = union_find(u);
            int _v = union_find(v);
            if(_u != _v)
                root[_u] = _v;
        }
        int ans = -1;
        for(int i = 1;i <= sum; i++)
            if(root[i] == i)
                ans++;
        printf("%d\n",ans);
    }
    return 0;
}

并查集:查找和合并。

分开写更直观。


#include<cstdio>

#define Max 1010

int root[Max];

int Find(int x)
{
    while(x != root[x])
        x = root[x];
    return x;
}

void Union(int x,int y)
{
    int _u = Find(x);
    int _v = Find(y);
    if(_u != _v)
        root[_u] = _v;
}
int main()
{
//    freopen("in.txt","r",stdin);
    int sum,n;
    while(scanf("%d",&sum) != EOF && sum != 0){

        scanf("%d",&n);

        for(int i = 1;i <= sum; i++)
            root[i] = i;
        int u,v;
        for(int i = 0;i < n; i++){
            scanf("%d%d",&u,&v);
            Union(u,v);
        }
        int ans = -1;
        for(int i = 1;i <= sum; i++)
            if(root[i] == i)
                ans++;
        printf("%d\n",ans);
    }
    return 0;
}

当然,在合并的时候不知道,那个根所在的树的节点多,所以要优化。
但是时间上并没有变化,不知道为什么。

#include<cstdio>
#include<cstring>

#define Max 1010

int root[Max];
int sum[Max];
int visit[Max];

int Find(int x)
{
    while(x != root[x])
        x = root[x];
    return x;
}

void Union(int x,int y)
{
    int _u = Find(x);
    if(visit[x] == 0)
        sum[_u]++;
    int _v = Find(y);
    if(visit[x] == 0)
        sum[_v]++;

    if(_u != _v){
        if(sum[_v] > sum[_u]){
            root[_u] = _v;
            sum[_v] += sum[_u];
        }
        else {
            root[_v] = _u;
            sum[_u] += sum[_v];
        }
    }
}
int main()
{
//    freopen("in.txt","r",stdin);
    int s,n;
    while(scanf("%d",&s) != EOF && s != 0){

        memset(visit,0,sizeof(visit));
        memset(sum,0,sizeof(sum));

        scanf("%d",&n);

        for(int i = 1;i <= s; i++)
            root[i] = i;
        int u,v;
        for(int i = 0;i < n; i++){
            scanf("%d%d",&u,&v);
            visit[u] = true;
            visit[v] = true;
            Union(u,v);
        }
        int ans = -1;
        for(int i = 1;i <= s; i++)
            if(root[i] == i)
                ans++;
        printf("%d\n",ans);
    }
    return 0;
}
### HDU 3342 并查集 解题思路与实现 #### 题目背景介绍 HDU 3342 是一道涉及并查集的数据结构题目。该类问题通常用于处理动态连通性查询,即判断若干元素是否属于同一集合,并支持高效的合并操作。 #### 数据描述 给定一系列的人际关系网络中的朋友关系对 (A, B),表示 A 和 B 是直接的朋友。目标是通过这些已知的关系推断出所有人之间的间接友谊连接情况。具体来说,如果存在一条路径使得两个人可以通过中间人的链条相连,则认为他们是间接朋友。 #### 思路分析 为了高效解决此类问题,可以采用带按秩压缩启发式的加权快速联合-查找算法(Weighted Quick Union with Path Compression)。这种方法不仅能够有效地管理大规模数据集下的分组信息,而且可以在几乎常数时间内完成每次查找和联合操作[^1]。 当遇到一个新的友链 `(a,b)` 时: - 如果 a 和 b 已经在同一棵树下,则无需任何动作; - 否则,执行一次 `union` 操作来把它们所在的两棵不同的树合并成一棵更大的树; 最终目的是统计有多少个独立的“朋友圈”,也就是森林里的树木数量减一即是所需新建桥梁的数量[^4]。 #### 实现细节 以下是 Python 版本的具体实现方式: ```python class DisjointSet: def __init__(self, n): self.parent = list(range(n)) self.rank = [0] * n def find(self, p): if self.parent[p] != p: self.parent[p] = self.find(self.parent[p]) # 路径压缩 return self.parent[p] def union(self, p, q): rootP = self.find(p) rootQ = self.find(q) if rootP == rootQ: return # 按秩合并 if self.rank[rootP] > self.rank[rootQ]: self.parent[rootQ] = rootP elif self.rank[rootP] < self.rank[rootQ]: self.parent[rootP] = rootQ else: self.parent[rootQ] = rootP self.rank[rootP] += 1 def solve(): N, M = map(int, input().split()) dsu = DisjointSet(N+1) # 初始化不相交集 for _ in range(M): u, v = map(int, input().split()) dsu.union(u,v) groups = set() for i in range(1,N+1): groups.add(dsu.find(i)) bridges_needed = len(groups)-1 print(f"Bridges needed to connect all components: {bridges_needed}") solve() ``` 这段代码定义了一个名为 `DisjointSet` 的类来进行并查集的操作,包括初始化、寻找根节点以及联合两个子集的功能。最后,在主函数 `solve()` 中读取输入参数并对每一对好友调用 `dsu.union()` 方法直到遍历完所有的边为止。之后计算不同组件的数量从而得出所需的桥接次数。
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