最小堆和并查集

1.定义:
堆是计算机学科中一类特殊的数据结构的统称。
2.性质:
(1).堆中某个节点的值总是不大于或不小于其父节点的值
(2).堆总是一颗完全二叉树
3.分类:
(1)最大堆/大根堆:根节点最大
(2)最小堆/小根堆:根节点最小
4.最小堆例题
洛谷P1334

#include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;
long long n,heap[20005],ans,i,j,k,x,a,b,m;//m记录最小堆中元素总数
void insert(long long x)//将x放入最小堆中+维护
{
	m++;
	heap[m]=x;
	i=m;
	j=m/2;
	while((j>0)&&(heap[i]<heap[j]))//注意判断j是否大于0
	{
		swap(heap[i],heap[j]);
		i=j;
		j=i/2;
	}	
}
int pop()//取堆顶+维护
{
	x=heap[1];
	heap[1]=heap[m];
	m--;
	i=1;
	j=i*2;
	if((j+1<=m)&&(heap[j+1]<heap[j]))//注意判断j+1
	{
		j++;
	}
	while((j<=m)&&(heap[i]>heap[j]))//注意
	{
		swap(heap[i],heap[j]);
		i=j;
		j=i*2;
		if((j+1<=m)&&(heap[j+1]<heap[j]))
		{
			j++;
		}
	}
	return x;
}
int main()
{
	scanf("%d",&n);
	for(k=0;k<n;k++)
	{
		scanf("%d",&x);
		insert(x);
	}
	while(m>=2)
	{
		a=pop();
		b=pop();
		ans+=a+b;
		insert(a+b);//注意
	}
	printf("%lld\n",ans);
	return 0;
}

5.堆的STL
(1)头文件

#include<algorithm>

(2)建立一个空堆

make_heap(first,last,comp);

(3)向堆中插入一个新元素

push_heap(first,last,comp);

(4)获取当前堆顶元素的值

top_heap(first,last,comp);

(5)对当前堆进行排序

sort_heap(first,last,comp);

(6)判断测试范围是否是堆
(如果范围 [first,last)形成一个堆(如使用make_heap构造),则返回true )

is_heap(first,last,comp);

(7)查找不是按堆顺序的第一个元素
(返回范围为 [first,last)的第一个元素的迭代器,如果改范围被视为堆,则该迭代器不在有效位置)

is_heap_until(first,last,comp);

并查集

1.定义: 在一些有N个元素的集合应用问题中,我们通常是在开始时让每个元素构成一个单元素的集合,然后按一定的顺序将属于同一组的元素所在的集合合并,其间要反复查找一个元素在哪个集合中。
并查集是一种树型的结构,用于处理一些不相交集合的合并及查询问题。常常在使用中以森林来表示。
2.主要操作:
初始化
把每个点所在集合初始化为其自身。
查找
查找元素所在的集合,即根节点。
合并
将两个元素所在集合合并为一个集合。
3.优化:路径压缩
第一步:找到根结点。
第二步:修改查找路径上的所有结点,将它们都指向根结点。

int findroot(int x)
{
 if(fa[x]==x) return x;
 fa[x]=findroot(fa[x]);
 return fa[x];
}

4.例题

//洛谷 p1111修复公路 
//村庄数N,公路数M(公路双向)
//x,y,t:需花费时间t,修复村庄x和y之间的公路 
//核心;sort排序 
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<algorithm>
using namespace std;
int n,m,i,fa[100005],ans,f;
struct s
{
 int x,y,t;
};
bool cmp(const s &q,const s &w)//自定义比较函数 
{
 return q.t<w.t;
}
int findfa(int x)//查找函数 
{
 return ((fa[x]==x)?x:fa[x]=findfa(fa[x]));
}
void merge(int x,int y)//合并函数 
{
 fa[x]=y;
}
int main()
{
 struct s a[100005];
 scanf("%d%d",&n,&m);
 for(i=1;i<=n;i++)//初始化
 {
  fa[i]=i;
 }
 for(i=0;i<m;i++)
 {
  scanf("%d%d%d",&a[i].x,&a[i].y,&a[i].t);
 }
 sort(a,a+m,cmp);//排序,从小到大 
 for(i=0;i<m;i++)
 {
  if(findfa(a[i].x)!=findfa(a[i].y))
  {
   merge(fa[a[i].x],fa[a[i].y]);
   ans=a[i].t;//因为已排序,所以直接赋值 
   f++;//记录合并次数 
  }
  if(f==(n-1))//如果次数以满足,输出,直接return 
  {
   printf("%d\n",ans);
   return 0;
  }
 }
 printf("-1\n");
 return 0;
}
}

注:来源为百度笔记
如有错误,欢迎指出

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