并查集C++实现

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原创最新推荐文章于 2026-04-01 03:36:35 发布 353 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

集合——并查集的C++实现及优化提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档 并查集的C++实现及优化前言一、什么是并查集（Disjoint-set）三、C++实现一方法一：方法二：五、C++实现二（优化版）总结前言提并查集（Disjoint-set）的代码非常简洁，但是功能却很强大。关于并查集，这里有一篇文章超有爱的并查集~，讲得非常好，但是只使用了并查集两个主要优化中的"路径压缩"优化，并且我觉得很多情况下采用递归的写法要比采用循环的写法要易懂很多。本文将使用C++实现并查集并使用“按秩合并”和”路径压阅读详情

这篇比较简单，看看书就会了，需要注意的是这里使用静态数组实现的集合的，而且默认数组的下标即为存储的集合元素。

UnionFindSet.h

#pragma once
#ifndef UNIONFINDSET_H
#define UNIONFINDSET_H
#include<iostream>
using std::swap;
using std::cout;
using std::endl;

//并查集类
class UnionFindSet
{
public:
	UnionFindSet(int sz);//初始化并查集父节点数组
	~UnionFindSet();
	void GenerentSet(int a[], int number, int parent);//生成一个父节点为root，且有number个数量的子节点的集合
	int Find(int val);//搜索元素val所在的set
	void Merge(int root1, int root2);//如果两个集合不重叠，就把集合root2并入root1中
	void WeightenMerge(int root1, int root2);//加权融合两个集合，将节点多的融合进节点少的
	void PrintParent();
private:
	int size;
	int* parent;
};

UnionFindSet::UnionFindSet(int sz)
{
	parent = new int[sz];
	if (parent == nullptr) { exit(-1); }
	size = sz;
	for (int i = 0; i < size; i++)//默认并查集的每个元素的父节点都为-1
		parent[i] = -1;
}

UnionFindSet::~UnionFindSet()
{
	if (parent) delete[]parent;
}

//生成一个父节点为root，且有number个数量的子节点的集合
void UnionFindSet::GenerentSet(int a[], int number, int root)
{
	for (int i = 0; i < number; i++)
		parent[a[i]] = root;
}

//搜索元素val所在的set
int UnionFindSet::Find(int val)
{
	if (parent[val] < 0) return val;
	else return Find(parent[val]);
	//while (parent[val] > 0)
	//	val = parent[val];
	//return val;
}

//如果两个集合不重叠，就把集合root2并入root1中
void UnionFindSet::Merge(int root1, int root2)
{
	for (int i = 0; i < size; i++)
	{
		if (root1 == parent[i])
		{
			parent[root2] = i;
			return;
		}
	}
}

//加权融合两个集合，将节点多的融合进节点少的
void UnionFindSet::WeightenMerge(int root1, int root2)
{
	int num1 = 0, num2 = 0;
	for (int i = 0; i < size; i++)	//统计两个集合拥有的节点数量
	{
		int x;
		if (parent[i] > 0) x = Find(parent[i]);
		else x = i;
		if (x == root1) num1++;
		if (x == root2) num2++;
	}
	if (num1 < num2) { swap(root1, root2); }//如果num1小于num2，交换root1与root2的值，因为我们需要调用Merge函数
	Merge(root1, root2);
}

void UnionFindSet::PrintParent()
{
	for (int i = 0; i < size; i++)
		cout << parent[i] << " ";
	cout << endl;
}



#endif // !UNIONFINDSET_H

main.cpp

#include"UnionFindSet.h"


int main()
{
	UnionFindSet myset(10);
	int a[] = { 3,4,5 };
	int b[] = { 6,7 };
	int c[] = { 8,9 };
	myset.GenerentSet(a, 3, 0);
	myset.GenerentSet(b, 2, 1);
	myset.GenerentSet(c, 2, 2);
	myset.PrintParent();
	myset.Merge(0, 1);
	myset.PrintParent();
	myset.WeightenMerge(0, 2);
	myset.PrintParent();
	return 1;
}