并查集的重要应用是求无向图的连通分量或者求连通子图的个数。
在这里解释一下有关连通分量的一些术语。
1.[连通]
在无向图中,如果从顶点vi到顶点vj有路径,则称vi和vj连通。
2.[连通图]
如果图中任意两个顶点之间都连通,则称该图为连通图,否则,称该图为非连通图。
3.[连通分量]
非连通图的极大连通子图称为连通分量,这里所谓的极大是指子图中包含的顶点个数极大。
题目大意:
1.有一个房间里边有很多男孩,如果男孩x认识男孩y,则二人友好。友好性是可传递的。
2.现需要找一群男孩,他们是相互友好的,且男孩的数量越多越好,求这个最大数量。
问题抽象:
给定无向图G=(V,E),求该图的极大连通子图,并且求出该连通子图中节点的数目。
问题分析:
1.显然这是并查集的一个基本应用。但是节点数目非常的大(1000W),所以需要路径压缩优化来节省时间。
路径压缩
2.由于输入中没有给出节点数目,只是给出了边的数目,为了在最后寻找根节点的时候节省时间,创建一个maxnode的变量,记录在输入中出现的最大的节点标号。
3.设定一个辅助数组nodenum[]。其中nodenum[i] = x表示i所在集合的节点数目为x。这样在Union()操作时,改变根节点的同时更新nodenum的数值。
4.并查集森林构建完毕后,对parent[]数组遍历,如果存在parent[i] = i的情况,说明i是一个树根。然后求得nodenum[i]的最大值即可。
附源码:
#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
const int maxn = 10000005;
int parent[maxn];
//int Rank[maxn];
int nodenum[maxn];
void Make_Set()
{
for(int i = 0 ; i < maxn ; ++i){
parent[i] = i;
//Rank[i] = 0;
nodenum[i] = 1;//该集合只有节点本身
}
}
int Find_Root(int x)
{
if(x != parent[x])
parent[x] = Find_Root(parent[x]);
return parent[x];
}
void Union(int x,int y)
{
int xroot = Find_Root(x);
int yroot = Find_Root(y);
if(xroot == yroot)
return;
else{
parent[yroot] = xroot;
nodenum[xroot] += nodenum[yroot];
}
/*else{
if(Rank[xroot] < Rank[yroot]){
parent[xroot] = yroot;
nodenum[yroot] += nodenum[xroot];
}
else if(Rank[yroot] < Rank[xroot]){
parent[yroot] = xroot;
nodenum[xroot] += nodenum[yroot];
}
else{//xroot.Rank == yroot.Rank
parent[xroot] = yroot;
nodenum[yroot] += nodenum[xroot];
Rank[yroot]++;
}
}*/
}
int main()
{
int n,v1,v2;
while(scanf("%d",&n) != EOF){
Make_Set();
int maxnode = 0;
for(int i = 0 ; i < n ; ++i){
scanf("%d%d",&v1,&v2);
if(maxnode < v1)
maxnode = v1;
if(maxnode < v2)
maxnode = v2;
Union(v1,v2);//加入树
}
int max = 0;
for(int i = 0 ; i <= maxnode ; ++i)
if(parent[i] == i)//根
if(nodenum[i] > max)
max = nodenum[i];
printf("%d\n",max);
}
return 0;
}
博客介绍了如何使用并查集解决HDU1856问题,该问题涉及无向图的连通分量。通过路径压缩优化处理大规模节点,并在构建并查集森林后找到最大连通分量的节点数目。
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