求连通块个数 (并查集思路)

本文介绍了在复习DFS时遇到的连通块问题,探讨了如何利用并查集这一数据结构来解决此类问题,特别是针对给定输入n和m,找到最大连通块中节点数量的算法实现。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

 

今天复习DFS时做到连通块的题,突然发现并查集也可以搞 我就试试没想到还真能弄。。。。

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#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
const int M=10000+100;
string s[110];
int fa[M];
int get(int x)
{
    if(fa[x]==x)
        return x;
    return fa[x]=get(fa[x]);
}
void merge(int x,int y)
{
    fa[get(x)]=get(y);
}
int main()
{
    for(int i=0;i<M;i++)
        fa[i]=i;
    int n,m;
    cin>>n>>m;
    for(int i=0;i<n;i++)
        cin>>s[i];
    for(int i=0;i<n;i++)
        for(int j=0;j<m;j++)
        {
            if(s[i][j]=='#')
            {
                if(s[i+1][j]=='#')
                    merge(i*m+j,(i+1)*m+j);
                if(s[i][j+1]=='#')
                    merge(i*m+j,i*m+j+1);
            }
        }
    int cnt=0;
    for(int i=0;i<n;i++)
        for(int j=0;j<m;j++)
        {
            int num=i*m+j;
            if(fa[num]==num&&s[i][j]=='#')
                cnt++;
        }
    cout<<cnt<<endl;
    return 0;
}
/*
5 6
....S*
.**...
.*..*.
*..**.
.T....
*/

 

下面这道输入n,m   1-1000;求最大连通块中节点个数。并查集实现

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
const int M=1000000+100;
string s[1100];
int fa[M],sum[M];
int get(int x)
{
    if(fa[x]==x)
        return x;
    return fa[x]=get(fa[x]);
}
void merge(int x,int y)
{
    int gx=get(x),gy=get(y);
    if(gx!=gy)
    {
        fa[gx]=gy;
        sum[gy]+=sum[gx];
    }
}
int main()
{
    for(int i=0;i<M;i++)
        fa[i]=i,sum[i]=1;
    int n,m;
    cin>>n>>m;
    for(int i=0;i<n;i++)
        cin>>s[i];
    for(int i=0;i<n;i++)
        for(int j=0;j<m;j++)
        {
            if(s[i][j]=='#')
            {
                if(s[i+1][j]=='#')
                    merge(i*m+j,(i+1)*m+j);
                if(s[i][j+1]=='#')
                    merge(i*m+j,i*m+j+1);
            }
        }
    int ma=0;
    for(int i=0;i<n;i++)
        for(int j=0;j<m;j++)
        {
            int num=i*m+j;
            if(fa[num]==num&&s[i][j]=='#')
                {
                    ma=max(sum[num],ma);
                    //int q=get(num);
                }
        }
    cout<<ma<<endl;
    return 0;
}
/*
5 6
....S*
.**...
.*..*.
*..**.
.T....
*/

 

算法思路并查集数量的算法主要是基于并查集实现的。 1. 对于无向图G,任选一个顶点u作为起点,对其进行深度优先搜索。 2. 对于每个遍历到的节点v,标记它已经被访问过。 3. 对于v的每个未被访问的邻居节点w,如果w还没有被标记过,则将v和w之间的边加入并查集中。 4. 在加入边之前,记录当前并查集连通块数量cnt1。 5. 在加入边之后,记录并查集连通块数量cnt2。 6. 如果cnt1 < cnt2,则v和w之间的边是桥,统计数量即可。 C++代码实现: ```cpp #include <iostream> #include <vector> using namespace std; const int MAXN = 10005; vector<int> G[MAXN]; int fa[MAXN]; int cnt = 0; int find(int x) { if (fa[x] == x) return x; return fa[x] = find(fa[x]); } void merge(int x, int y) { int fx = find(x), fy = find(y); if (fx != fy) fa[fx] = fy; } void dfs(int u, int fa) { for (int i = 0; i < G[u].size(); i++) { int v = G[u][i]; if (v == fa) continue; if (fa[v]) continue; merge(u, v); int cnt1 = cnt; dfs(v, u); int cnt2 = cnt; if (cnt1 < cnt2) cnt++; } } int main() { int n, m; cin >> n >> m; for (int i = 1; i <= n; i++) fa[i] = i; for (int i = 1; i <= m; i++) { int u, v; cin >> u >> v; G[u].push_back(v); G[v].push_back(u); } dfs(1, 0); cout << cnt << endl; return 0; } ``` 时间复杂度分析: 对于有n个顶点和m条边的无向图,使用并查集数量的时间复杂度为O(nlogn)。其中,因为并查集的时间复杂度为O(logn),所以遍历每个节点的邻居节点的时间复杂度为O(mlogn)。而最坏情况下,所有边都在同一个连通块中,因此需要进行m次合并操作,所以总的时间复杂度为O(mlogn)
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