disjoint set (union-find set) (并查集)

 ref:http://en.literateprograms.org/Disjoint_set_data_structure_(C)
The three main operations in disjoint set are:
MakeSet: Create a new partition containing a single given element.
Find: Figure out which partition a given element is in.
Union: Merge two partitions into a single partition.

The most efficient known and most commonly used is disjoint set forests
with path compression and the union rank heuristic

#include<iostream>
#include <cstdlib>
#include <cassert>
using namespace std;
//forest node
typedef struct forest_node_t ...{
    void* value;
    struct forest_node_t* parent;
    int rank;
} forest_node;
forest_node* MakeSet(void* value);
forest_node* Find(forest_node* node);
void Union(forest_node* node1, forest_node* node2);

//find operation
forest_node* Find(forest_node* node) ...{
    forest_node* temp;
    /**//* Find the root */
    forest_node* root = node;
    while (root->parent != NULL) ...{
        root = root->parent;
    }
    /**//* Update the parent pointers */
    while (node->parent != NULL) ...{
        temp = node->parent;
        node->parent = temp;
        node = temp;
    }
    return root;
}

//union operation
/**//* Given the root elements of two trees, merge the trees into one tree */
/**//*
If rank(s) ≠ rank(t), then rank(Union(s,t)) is the larger of rank(s) and rank(t),
we attach the tree with smaller rank to the root of the tree with larger rank. 
If rank(s) = rank(t), then rank(Union(s,t)) = rank(s) + 1 = rank(t) + 1. 
*/
void Union(forest_node* node1, forest_node* node2) ...{
    if (node1->rank > node2->rank) ...{
        node2->parent = node1;
    } else if (node2->rank > node1->rank) ...{
        node1->parent = node2;
    } else ...{ /**//* they are equal */
        node2->parent = node1;
        node1->rank++;
    }
}

//Make-Set operation
forest_node* MakeSet(void* value) ...{
    forest_node* node = (forest_node*)malloc(sizeof(forest_node));
    node->value = value;
    node->parent = NULL;
    /**//*MakeSet always produces a tree of rank 0: */
    node->rank = 0;
    return node;
}

int main() ...{
    int i1=1, i2=2, i3=3;
    forest_node *s1=MakeSet(&i1), *s2=MakeSet(&i2), *s3=MakeSet(&i3);
    assert(Find(s1) == s1);
    Union(s1, s2);
    assert(Find(s1) == Find(s2));
    assert(Find(s1) != Find(s3));
    Union(s2, s3);
    assert(Find(s1) == Find(s2) &&
           Find(s1) == Find(s3));
    return 0;
}