Number of Connected Components UVALive - 7638 (并查集)

本文介绍了一个算法问题:给定一组整数,若两数的最大公约数GCD不为1,则视为连通,求解这些整数构成的独立连通分块数量。通过使用并查集数据结构,文章详细阐述了问题的解决思路和具体实现过程。

题目 https://cn.vjudge.net/problem/UVALive-7638

题意

给你N个数 如果两个数的GCD不为1 则有一条线相连 问有多少独立的分块

思路

并查集

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

int a[100500];
int arr[1000500];
int h[100];
bool vis[1005000];
int pos[1005000];

int f(int x)
{
    return arr[x] == x? x : arr[x] = f(arr[x]);
}
int main()
{
    int t,n;
    int w=0;
    scanf("%d",&t);
    while(t--)
    {
        scanf("%d",&n);
        int ant=0;
        memset(vis,false,sizeof(vis));
        for(int i=0; i<=1000006; i++)arr[i]=i;
        for(int i=1; i<=n; i++)
        {
            scanf("%d",&a[i]);
            vis[a[i]]=true;
        }
        sort(a+1,a+1+n);
        for(int i=1;i<=n;i++)
        {
            if(a[i] == 1) ant++;
            else break;
        }
        n = unique(a+1,a+1+n) - a;

        for(int i=1; i<=n; i++)
        {
            int x=a[i];
            int ans=0;
            for(int j=2; j*j<=x; j++)
            {
                if(x%j==0)
                {
                    while(x%j==0)
                    {
                        x=x/j;
                    }
                    h[ans++]=j;
                }
            }
            if(x!=1)h[ans++]=x;
            for(int j=0; j<ans; j++)
            {
                int p=h[j];
                if(f(a[i])!=f(p))
                {
                    arr[f(a[i])]=f(p);
                }
            }
        }
        int num=0;
        memset(pos,0,sizeof(pos));
        for(int i=2; i<=1000000; i++)
        {
            if(vis[i])
            {
                int p=f(i);
                if(!pos[p])
                {
                    num++;
                    pos[p]=1;
                }
            }
        }
        //cout<<num<<" "<<ant<<endl;
        printf("Case %d: %d\n",++w,num+ant);
    }
    return 0;
}

 

并查集(Disjoint-set data structure),又称为“路径压缩并联查找集”或 “链接-切割树”,是一种数据结构,常用于解决一系列元素之间的连接问题。它支持两个基本操作: 1. **合并集合(Union)**:将两个集合合并成一个。 2. **查询代表元(Find)**:确定某个元素属于哪个集合,并返回该集合的代表元。 在 C++ 中处理图的连通块数量问题时,我们通常采用并查集来统计图中连通分量的数量。这适用于有向图或无向图的情况,特别是当需要频繁更新边或者查询节点间的连通性时更为高效。 ### 并查集实现步骤 #### 初始化 初始化并查集时,每个元素被视为独立的一个集合,其代表元为自己。 ```cpp std::vector<int> parent(n); // n为元素总数 for (int i = 0; i < n; ++i) { parent[i] = i; } ``` #### 查找集合代表元 通过递归地向上寻找直到找到根节点为止,同时可以利用路径压缩优化,即在每次查找时直接把沿途的每个结点都指向根节点,以减少下次查找时间复杂度。 ```cpp int find(int x) { if (parent[x] != x) { parent[x] = find(parent[x]); // 路径压缩 } return parent[x]; } ``` #### 合并两个集合 将两个集合合并为一个集合的操作,只需修改它们的代表元即可。 ```cpp void union_set(int a, int b) { int rootA = find(a); int rootB = find(b); if (rootA != rootB) { parent[rootA] = rootB; } } ``` ### 使用示例 假设有一个无向图,可以通过边列表表示: ```cpp std::vector<std::pair<int, int>> edges = {{1, 2}, {2, 3}, {4, 5}}; int main() { int n = 6; // 图中有6个顶点 std::vector<bool> visited(n, false); // 记录已访问过的顶点 int connectedComponents = 0; for (auto &edge : edges) { int u = edge.first - 1; int v = edge.second - 1; if (find(u) != find(v)) { // 如果两顶点不在同一个集合中,则它们之间有一条新边形成新的连通分量 union_set(u, v); ++connectedComponents; } } printf("Number of connected components: %d\n", connectedComponents); return 0; } ``` 上述代码首先初始化了一个并查集,并遍历了所有的边。每遇到一条边,如果两个端点分别属于不同的集合,则说明找到了一个新的连通分量,因此计数加一。最后输出连通分量的数量。 ### 相关问题: 1. 并查集的路径压缩如何工作? 2. 并查集是否适用于动态更新边的情况? 3. 并查集如何用于检测图是否存在环?
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