java实现并查集

在计算机科学中，并查集是一种树型的数据结构，用于处理一些不交集（Disjoint Sets）的合并及查询问题。有一个联合-查找算法（union-find algorithm）定义了两个用于此数据结构的操作：

• Find：确定元素属于哪一个子集。它可以被用来确定两个元素是否属于同一子集。
• Union：将两个子集合并成同一个集合。

                                                                                               ----------------------------------------------------摘自维基百科

并查集，顾名思义，就是一个能合并查找的集合。最基本的并查集不会比链表效率好，所以有两种优化方式：

1、按秩合并。合并时，小的合并到大的上。

2、路径压缩。首次查找时，使路径上的节点指向根节点。

完整代码如下：

    /**
     * 并查集
     */
    static class UnionFindSet {
//fatherMap的key为当前节点，value为父节点。sizeMap用来记录当前节点为头的长度
        HashMap<Node, Node> fatherMap;
        HashMap<Node, Integer> sizeMap;

        static class Node {
            int value;

            public Node(int value) {
                this.value = value;
            }
        }
//初始化，当前节点的父节点指向自己，长度设为1
        public UnionFindSet(List<Node> nodes) {
            fatherMap = new HashMap<>();
            sizeMap = new HashMap<>();

            for (Node node : nodes) {
                fatherMap.put(node, node);
                sizeMap.put(node, 1);
            }
        }
//获取当前节点的头节点，同时将当前节点及查找过程中经过的节点的父节点设为头节点
        public Node getHead(Node node) {
            Node father = fatherMap.get(node);
            if (father != node) {
                father = getHead(father);
            }
            fatherMap.put(node, father);
            return father;
        }
//判断两个节点是否在一个集合中，通过判断是否为同一个头节点。
        public boolean isSameSet(Node node1, Node node2) {
            return getHead(node1) == getHead(node2);
        }
//联合两个节点所在集合，短的接到长的上。
        public void union(Node node1, Node node2) {
            Node head1 = getHead(node1);
            Node head2 = getHead(node2);
            int size1 = sizeMap.get(head1);
            int size2 = sizeMap.get(head2);
            if (size1 >= size2) {
                fatherMap.put(head2, head1);
                sizeMap.put(head1, size1 + size2);
            }
        }

    }