并查集 最大集合并且按顺序输出集合内元素。

00033:Problem B 多线程并发

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描述

何谓并发？

最简单和最基本的并发，是指两个或多个独立的活动同时发生，并发在生活中随处可见，我们可以一边说话一边走路，也可以两只手同时作不同的动作，还有我们每个人过着相互独立的生活----操作系统老师站在讲台上讲着多任务操作系统，而你在下面拿着手机偷偷的看着库里逆天，;-)。

计算机领域中的并发是指在单个系统里同时执行多个独立的任务，而非顺序的进行一些活动。

有一个概念需要解释，关于并发与并行。

并发是指程序的逻辑结构。非并发的程序就是一根竹竿捅到底，只有一个逻辑控制流，也就是顺序执行的(Sequential)程序，在任何时刻，程序只会处在这个逻辑控制流的某个位置。而如果某个程序有多个独立的逻辑控制流，也就是可以同时处理多件事情，我们就说这个程序是并发的。这里的“同时”，并不一定要是真正在时钟的某一时刻(那是运行状态而不是逻辑结构)，而是指，如果把这些逻辑控制流画成时序流程图，它们在时间线上是可以重叠的。

而并行指的是程序的运行状态。如果一个程序在某一时刻被多个CPU流水线同时进行处理，那么我们就说这个程序是以并行的形式在运行。（严格意义上讲，我们不能说某程序是“并行”的，因为“并行”不是描述程序本身，而是描述程序的运行状态，但这篇小文里就不那么咬文嚼字，以下说到“并行”的时候，就是指代“以并行的形式运行”）显然，并行一定是需要硬件支持的。

《ComputerSystems : A Programmer's Perspective 》有张图解释的很清楚，如下所示。

下面我们只简单的介绍下多线程并发。

为什么要使用并发呢？最主要的一点是为了性能，多核处理器的成本越来越低，计算机的硬件的更新换代也没有之前那么迅速，为了更好的运行日益复杂的应用程序，程序员只能设计多任务并发式的软件。

有两种方式利用并发提高性能

1.将一个单个任务分成几部分，并且各自并行运行，降低总运行时间（一个线程执行算法的一部分，而另外一个线程执行算法的另一部分）。这属于任务并发。

2.每个线程在不同的数据部分执行相同的操作，也可以降低总的运行时间。这属于数据并发。

并发介绍完之后，我们来看看在C++中是如何使用并发和多线程的。当然，只有在C++11的标准下，才能编写出不依赖平台拓展的多线程代码。

            

解释下这段代码

1. C++11标准库中对多线程支持的声明在新的头文件中：管理线程的函数和类在中声明，而保护共享数据的函数和类在其他头文件中声明。

2. 打印信息的代码被移动到了一个独立的函数hello_functio()中，因为每个线程都必须具有一个初始函数(initial function)，新线程的执行在这里开始。

3. 对于应用程序来说，初始线程是main()，但是对于其他线程，可以在std::thread对象的构造函数中指定——在本例中，被命名为t的std::thread对象拥有新函数hello_function()作为其初始函数

4. 与直接写入标准输出或是从main()调用hello_function()不同，该程序启动了一个全新的线程来实现，将线程数量一分为二，初始线程始于main()，而新线程始于hello_function()

这样我们就有两个线程，一个主线程什么负责初始化线程对象t，线程t负责执行线程函数hello_function()。理解到这里后，我们引入另外一个新的概念，由于线程t是在主线程中来执行的，所以我们规定主线程是t线程的父线程。相应的，t线程是主线程的子线程。

在此基础上给出我们的问题

输入

第一行输入一个N(0≤N≤100000)，表示有N个线程(1,2,...,N)
接下来第二行输入一个M，表示有M组”父线程-子线程”的关系
接下来m行，每行为两个不同的整数A,B(0≤A,B≤100000)，代表线程A是线程B的父线程。

输出

第一行输出一个正整数Max_N，表示拥有最多线程数的”父线程-子线程”模块的线程数量；
接下来一行按升序输出该”父线程-子线程”模块的所有线程。

样例输入

15101 41 51 66 36 27 87 97 1014 1514 13

样例输出

61 2 3 4 5 6

详情看代码。好多事模板，但是重点一个k用的很巧妙，直接找到孙子点，一层一层找回去祖先。还有在过程中就把大小比较好，可以避免输出时还要比较的麻烦。

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<queue>
#include<cstring>
using namespace std;
int par[100005];
int ran[100005];
int ans=0, k;

int find(int x) //c查询树的根
{
	int r = x;
	while (r != par[r])
		r = par[r];
	/*int i = x, j;//路径压缩？？
	while (par[i] != r)
	{
		j = par[i];
		par[i] = r;
		i = j;
	}*/
	return r;
}
void unite(int x, int y)
{
	x = find(x);
	y = find(y);
	if (x == y)
        return;
	if (x > y)
	{
		par[x] = y;
		ran[y] += ran[x];
		if (ans < ran[y])
		{
			ans = ran[y];
			k = y;//存取根节点
		}
	}
	else
    {
		par[y] = x;
		ran[x] += ran[y];
		if (ans < ran[x])
        {
			ans = ran[x];
			k = x;
		}
	}
}
bool same(int x, int y) //判断是不是一个集合
{
	return find(x) == find(y);
}
int main()
{
	int N, M;
	scanf("%d%d",&N,&M)
	for (int i = 0; i<=N; i++)
    {
		par[i] = i;//父节点
		ran[i] = 1;//高度
	}
	for (int i = 0; i<M; i++)
    {
		int a, b;
		scanf("%d%d", &a, &b);
		unite(a, b);
	}
	printf("%d\n", ans);
	int an = 0;
	for (int i = 1; i<=N; i++)
    {
		if (same(k, i))
        {
			an++;
			printf("%d", i);
			if (an == ans)
            {
				printf("\n");
				break;
			}
			printf(" ");
		}
	}
	return 0;
}