HDU5441 并查集+(按大小)预处理

本文介绍了一种使用并查集解决特定问题的高效算法。该算法通过预处理和边合并优化,有效避免了传统并查集算法的时间复杂度过高的问题。文章详细展示了如何通过两次排序操作来提高算法效率,并附带完整的C++实现代码。

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题目描述很清楚。

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①单纯并查集超时,要先用两个sort进行预处理。

②不能等并查集将每次所有的都合并完之后再计算,要一边合并一边计算!这个自己没想到,看了题解才知道!!

③注意!用sort按大小预处理时,用数组存储结果和对应提出的id(输入顺序),最后按照id输出结果!

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#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <algorithm>

using namespace std;
struct Query{
    int id;
    int value;
    bool operator <(const Query &a)const{
        return value<a.value;
    }
}qq[5010];
struct  Edge{
    int star;
    int endd;
    int value;
    bool operator <(const Edge &a)const{
        return value<a.value;
    }
}edge[100010];
int res[5010];
int n,m,q;
int pre[20010];
int bj[20010];
int visted[20010];
long long int sum;
long long int cur;
int Find(int x){
    int root=x;
    while(root!=pre[root]){//while写成if,真是无语
        root=pre[root];
    }
    while(pre[x]!=root){
        int temp=pre[x];
        pre[x]=root;
        x=temp;
    }
    return root;
}
void Join(int a,int b){
    int p1=Find(a);
    int p2=Find(b);
    if(p1==p2){
        return;
    }
    int num1=visted[p1];
    int num2=visted[p2];
    sum+=(num1+num2)*(num1+num2-1)-num1*(num1-1)-num2*(num2-1);
    if(visted[p1]>visted[p2]){
        pre[p2]=p1;
        visted[p1]+=visted[p2];
    }
    else{
        pre[p1]=p2;
        visted[p2]+=visted[p1];
    }
}
int Bingcha(int x,int pos){
    for(int i=pos;i<=m;i++){
        if(edge[i].value<=x){
                Join(edge[i].star,edge[i].endd);
        }
        if(edge[i].value>x){
            pos=i;
            break;
        }
    }
    return pos;
}
int main()
{
    int kase;
    cin>>kase;
    while(kase--){
        sum=0;
        scanf("%d%d%d",&n,&m,&q);
        int t1;int t2;int t3;
        int u=m;
        int kk=1;
        for(int i=1;i<=u;i++){
            scanf("%d%d%d",&t1,&t2,&t3);
            if(t1!=t2){
                edge[kk].star=t1;
                edge[kk].endd=t2;
                edge[kk].value=t3;
                kk++;
            }
            if(t1==t2){
                m--;
            }
        }
        sort(edge+1,edge+1+m);
        int x;
        for(int i=1;i<=q;i++){
            scanf("%d",&qq[i].value);
            qq[i].id=i;
        }
        sort(qq+1,qq+1+q);
        for(int i=1;i<=n;i++){
            pre[i]=i;
            visted[i]=1;
            bj[i]=0;
        }
        int pos=1;
        for(int i=1;i<=q;i++){
            pos=Bingcha(qq[i].value,pos);
            res[qq[i].id]=sum;
        }
        for(int i=1;i<=q;i++){
            cout<<res[i]<<endl;
        }
    }
    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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