hdu1232&& hdu1213(简单并查集)

本文介绍了并查集算法的应用案例,通过解决两个具体问题来演示如何使用并查集算法进行编程实现。首先解决了最少道路建设问题,以确保任意两城镇间的交通可达;其次解决了朋友分桌就餐问题,确保相识的朋友能够坐在一起。

题目链接:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1232      

畅通工程

Time Limit: 4000/2000 MS (Java/Others)    Memory Limit: 65536/32768 K (Java/Others)
Total Submission(s): 35673    Accepted Submission(s): 18897

Problem Description
某省调查城镇交通状况,得到现有城镇道路统计表,表中列出了每条道路直接连通的城镇。省政府“畅通工程”的目标是使全省任何两个城镇间都可以实现交通(但不一定有直接的道路相连,只要互相间接通过道路可达即可)。问最少还需要建设多少条道路?
 

Input
测试输入包含若干测试用例。每个测试用例的第1行给出两个正整数,分别是城镇数目N ( < 1000 )和道路数目M;随后的M行对应M条道路,每行给出一对正整数,分别是该条道路直接连通的两个城镇的编号。为简单起见,城镇从1到N编号。
注意:两个城市之间可以有多条道路相通,也就是说
3 3
1 2
1 2
2 1
这种输入也是合法的
当N为0时,输入结束,该用例不被处理。
 
Output
对每个测试用例,在1行里输出最少还需要建设的道路数目。
 
Sample Input
  
4 2 1 3 4 3 3 3 1 2 1 3 2 3 5 2 1 2 3 5 999 0 0
 
Sample Output
 
1 0 2 998


前两天听学长简单的讲了一下并查集,于是找了两个最简单的并查集水题做了一下,依次就ac了,方法效率不高,等过些天深入学习时再修改吧。

【代码如下】

#include <cstdio>
#include <algorithm>
using namespace std;
    int f[1010],n;
void connect(int i,int j)  //连接
{
    if(f[i]==f[j]) //如果已经连接, 直接返回
        return ;
    int p=f[i];
    int q=f[j];
    for(int i=1;i<=n;i++)//将所有和 f[i]相同的元素置为 和f[j]相同,从而实现了联通
    {
        if(f[i]==p)
            f[i]=q;
    }
}
int main()
{
    int m;
    while(scanf("%d",&n)!=EOF&&n)
    {
        int st;
        scanf("%d",&m);
        for(int i=1;i<=n;i++)
        {
            f[i]=i;           //初始化,使得初始状态,每一个占一个集合,都不联通
        }
        for(int i=0;i<m;i++)
        {
            int p,q;
            scanf("%d%d",&p,&q);
            connect(p,q);
        }
        st=0;
        for(int i=1;i<=n;i++)  //查找有多少不同集合就行了,修路的话再-1;
        {
            if(f[i]==i)
                st++;
        }
        printf("%d\n",st-1);
    }
    return 0;
}


hdu 1231 题目链接:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1213

How Many Tables

Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others)    Memory Limit: 65536/32768 K (Java/Others)
Total Submission(s): 17271    Accepted Submission(s): 8456


Problem Description
Today is Ignatius' birthday. He invites a lot of friends. Now it's dinner time. Ignatius wants to know how many tables he needs at least. You have to notice that not all the friends know each other, and all the friends do not want to stay with strangers.

One important rule for this problem is that if I tell you A knows B, and B knows C, that means A, B, C know each other, so they can stay in one table.

For example: If I tell you A knows B, B knows C, and D knows E, so A, B, C can stay in one table, and D, E have to stay in the other one. So Ignatius needs 2 tables at least.
 
Input
The input starts with an integer T(1<=T<=25) which indicate the number of test cases. Then T test cases follow. Each test case starts with two integers N and M(1<=N,M<=1000). N indicates the number of friends, the friends are marked from 1 to N. Then M lines follow. Each line consists of two integers A and B(A!=B), that means friend A and friend B know each other. There will be a blank line between two cases.
 
Output
For each test case, just output how many tables Ignatius needs at least. Do NOT print any blanks.
 
Sample Input
  
2 5 3 1 2 2 3 4 5 5 1 2 5
 

Sample Output
  
2 4

和上一个题目一样,只不过不用减一了,

【代码如下】

#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
int n,k,f[1010];
void connect(int a,int b)
{
    if(f[a]==f[b])
        return ;
    int p=f[a];
    int q=f[b];
    for(int i=1;i<=n;i++)
        if(f[i]==q)
            f[i]=p;
}
int main()
{
    int t;
    cin>>t;
    while(t--)
    {
        cin>>n>>k;
        for(int i=1;i<=n;i++)
            f[i]=i;
        for(int i=0;i<k;i++)
        {
            int a,b;
            cin>>a>>b;
            connect(a,b);
        }
     //   sort(f+1,f+n+1);
        int ans=0;
        for(int i=1;i<=n;i++)
        {
            if(f[i]==i)
                ans++;
        }
        cout<<ans<<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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