hdu3172Virtual Friends【并差集】

本文探讨了并差集算法在解决字符串匹配问题中的应用,通过实例展示了如何利用并差集来计算一组字符串中形成的'朋友'数量。文章详细介绍了算法的实现过程,包括初始化、查找集合和合并集合等关键步骤,并通过代码示例进行了验证。
#include <iostream>
#include <map>
#include <string>
using namespace std;


//题意:给出每一组字符串,输出当前形成朋友的个数
//如第一组:aa bb 输出2
//第二组:bb  cc 输出3


//思路:并差集求解
//使用map<string, int>对每个字符串进行标志计数,以便于后边并差集操作


#define NSIZ 100010
int parent[NSIZ];
int myrank[NSIZ];
map<string, int> mp;


void make_set(int n)
{
	int i;
	for(i = 0;i < n; ++i)
	{
		parent[i] = i;
		myrank[i] = 1;
	}
}


int find_set(int x)
{
	if(x != parent[x])
	{
		parent[x] = find_set(parent[x]);
	}


	return parent[x];
}


void union_set(int x, int y)
{
	x = find_set(x), y = find_set(y);
	if(x != y)
	{
		if(myrank[x] < myrank[y])
		{
			parent[x] = y;
			myrank[y] += myrank[x];
		}
		else
		{
			parent[y] = x;
			myrank[x] += myrank[y];
		}
	}
}




int main()
{  
	int t, n, m;
	int i, j, x, y;
	int fx, fy;
	int num;
	char str1[32];
	char str2[32];


	while(scanf("%d", &t) != EOF )
	{
		while(t--)
		{
			//init
			mp.clear();
			num = 1;


			scanf("%d", &n);


			if(!n)
			{
				printf("0\n");
				continue;


			}

			//初始化并差集结构
			make_set(NSIZ);


			for(i = 0; i < n;++i)
			{
				scanf("%s %s", str1, str2);
				if(mp.find(str1) == mp.end())
				{
					x = num;
					mp[str1] = num++;
				}
				else
				{
					x = mp[str1];
				}


				if(mp.find(str2) == mp.end())
				{
					y = num;
					mp[str2] = num++;
				}
				else
				{
					y = mp[str2];
				}




				fx = find_set(x);
				fy = find_set(y);
				if(fx == fy)
				{
					printf("%d\n", myrank[fx]);
				}
				else
				{
					union_set(x, y);
					fx = find_set(x);
					printf("%d\n", myrank[fx]);
				}
			}


		}
	}
	return 0;
}


### HDU 3342 并查集 解题思路与实现 #### 题目背景介绍 HDU 3342 是一道涉及并查集的数据结构题目。该类问题通常用于处理动态连通性查询,即判断若干元素是否属于同一集合,并支持高效的合并操作。 #### 数据描述 给定一系列的人际关系网络中的朋友关系对 (A, B),表示 A 和 B 是直接的朋友。目标是通过这些已知的关系推断出所有人之间的间接友谊连接情况。具体来,如果存在一条路径使得两个人可以通过中间人的链条相连,则认为他们是间接朋友。 #### 思路分析 为了高效解决此类问题,可以采用带按秩压缩启发式的加权快速联合-查找算法(Weighted Quick Union with Path Compression)。这种方法不仅能够有效地管理大规模数据集下的分组信息,而且可以在几乎常数时间内完成每次查找和联合操作[^1]。 当遇到一个新的友链 `(a,b)` 时: - 如果 a 和 b 已经在同一棵树下,则无需任何动作; - 否则,执行一次 `union` 操作来把它们所在的两棵不同的树合并成一棵更大的树; 最终目的是统计有多少个独立的“朋友圈”,也就是森林里的树木数量减一即是所需新建桥梁的数量[^4]。 #### 实现细节 以下是 Python 版本的具体实现方式: ```python class DisjointSet: def __init__(self, n): self.parent = list(range(n)) self.rank = [0] * n def find(self, p): if self.parent[p] != p: self.parent[p] = self.find(self.parent[p]) # 路径压缩 return self.parent[p] def union(self, p, q): rootP = self.find(p) rootQ = self.find(q) if rootP == rootQ: return # 按秩合并 if self.rank[rootP] > self.rank[rootQ]: self.parent[rootQ] = rootP elif self.rank[rootP] < self.rank[rootQ]: self.parent[rootP] = rootQ else: self.parent[rootQ] = rootP self.rank[rootP] += 1 def solve(): N, M = map(int, input().split()) dsu = DisjointSet(N+1) # 初始化不相交集 for _ in range(M): u, v = map(int, input().split()) dsu.union(u,v) groups = set() for i in range(1,N+1): groups.add(dsu.find(i)) bridges_needed = len(groups)-1 print(f"Bridges needed to connect all components: {bridges_needed}") solve() ``` 这段代码定义了一个名为 `DisjointSet` 的类来进行并查集的操作,包括初始化、寻找根节点以及联合两个子集的功能。最后,在主函数 `solve()` 中读取输入参数并对每一对好友调用 `dsu.union()` 方法直到遍历完所有的边为止。之后计算不同组件的数量从而得出所需的桥接次数。
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