[数据结构]：21-并查集（数组）（C语言实现）

#include "./Head/UFData.h"
#include "./Source/UFFunction.cpp"

int main() {
    Initial(UFSets);
    // 合并
    UnionRandomNode(UFSets, 0, 3);
    UnionRandomNode(UFSets, 5, 2);
    UnionRandomNode(UFSets, 1, 4);
    UnionRandomNode(UFSets, 4, 2);
    UnionRandomNode(UFSets, 0, 4);
    PrintSets(UFSets);
    printf("---------------------------\n");

    // 查找
    int pos;
    pos = FindOptimize(UFSets, 2);
    PrintSets(UFSets);
    printf("---------------------------\n");
    return 0;
}

02-头文件

用于存储结构体和常量等。

//
// Created by 24955 on 2023-03-31.
//

#ifndef INC_07_DISJOINTSETS_UFDATA_H
#define INC_07_DISJOINTSETS_UFDATA_H
// 头文件
#include <stdio.h>

// 常量
#define MAXSIZE 6
typedef int ElemType;

// 结构体-并查集
ElemType UFSets[MAXSIZE];
#endif //INC_07_DISJOINTSETS_UFDATA_H

03-UFFunction.cpp

用于存储并、查等操作。

//
// Created by 24955 on 2023-03-31.
//
// 初始化并查集
void Initial(ElemType UFS[]) {
    for (int i = 0; i < MAXSIZE; i++) {
        UFS[i] = -1;
    }
}

// 查
int Find(ElemType UFS[], int x) {
    /*
     *  1. 数组所存值为当前元素根结点下标
     *  2. 为负数时，表示为根结点*/
    while (UFS[x] >= 0) {
        x = UFS[x];
    }
    // 返回根结点下标
    return x;
}

// 查优化-压缩路径
int FindOptimize(ElemType UFS[], int x) {
    int root = x;
    // 寻找父结点
    while (UFS[root] >= 0) {
        root = UFS[root];
    }
    // 压缩路径
    while (x != root) {
        // 记录x的父节点
        int parent = UFS[x];
        UFS[x] = root;
        x = parent;
    }
    return root;
}

// 合并
void Union(ElemType UFS[], int Root1, int Root2) {
    /*
     *  1. 若两集合有交集直接返回
     *  2. 否则把root2合并到root1中*/
    if (Root1 == Root2) {
        return;
    }
    // 把root2合并到root1中
    UFS[Root2] = Root1;
}

// Union优化-小树合并到大树中
void UnionOptimize(ElemType UFS[], int Root1, int Root2) {
    /*
     *  1. 用数组值表示当前树结点个数
     *  2. 将小树合并到大树中*/
    if (Root1 == Root2) {
        return;
    }
    // root2为小树
    if (UFS[Root2] >= UFS[Root1]) {
        UFS[Root1] += UFS[Root2];
        UFS[Root2] = Root1;
    } else {
        // root1为小树
        UFS[Root2] += UFS[Root1];
        UFS[Root1] = Root2;
    }
}

// 合并任意两个结点
void UnionRandomNode(ElemType UFS[], int Node1, int Node2) {
    /*
     * 1. 找到根结点
     * 2. 合并*/
    int Root1, Root2;
    Root1 = Find(UFS, Node1);
    Root2 = Find(UFS, Node2);
    UnionOptimize(UFS, Root1, Root2);
}

// 打印输出集合值
void PrintSets(ElemType UFS[]) {
    for (int i = 0; i < MAXSIZE; i++) {
        printf("%5d", UFS[i]);
    }
    printf("\n");
}