[P3367]【模板】并查集.题解

这橙题无非只是模板题,套并查集模板AC!并查集的算法思想十分值得大家学习!

老规矩,先看题目。

题目告诉我们要对N个元素进行M次操作,对其中的一些进行合并操作,并输出两个集合的合并情况。这里我们首先会想到用并查集!没错,但萌新们不用怕,我接下来讲解一下并查集的思路,你们就明白了!


思路

并查集:树形数据结构

听起来比较简单,实现起来也很简单。我们分3步学会模板!

首先我们先要学会构建find函数(查找一个结点的根结点)
拿这题举例,我们通过一个数组f[10010] (开小容易RE或TLE)。如果其祖先等于自己,直接return回去。否则通过递归不断循环,最后找出结点的根结点。
OK~那我们接下来就看看find函数的定义吧!

1 int find(int x){
2     if(f[x]==x) return x;//如果结点本身就是根结点,直接返回自己
3     else return f[x]=find(f[x]);//否则通过路径压缩递归返回根结点
4 }

关于find函数还有个路径压缩的知识点:

 1 else return find(f[x]);//递归返回,一个个找它的父结点,最终找到根节点 

 1 else return f[x]=find(f[x]);//直接将结点连到其根节点上。find定义代码最后一句就是它 

第二个代码优化时间的方法就叫路径压缩

我们看两张图就理解了!

 

 如图,求这棵树所有结点的祖先,时间复杂度取决于这棵树的深度,是O(n²)。

 如图,求这棵树所有结点的祖先,时间复杂度取决于结点的个数,是O(n)。
路径压缩能优化时间复杂度

接下来来是并,我们合并两个结点的根结点时需要用到查(find函数)!
那我们就看看join函数的定义吧!

1 void join(int x,int y){
2     f[find(x)]=find(y);//f数组用来存结点的祖先,通过find函数,合并两个结点x、y的根结点
3     return;//合并后别忘了直接返回
4 }

最后一步直接判断两个结点所在集合是否有共同根结点。用find函数就可以了!
那我们再看看判断代码吧!

1 if(find(a)==find(b))
2     cout<<"Y"<<endl;//如果结点a和b有相同的根结点,则输出“Y”
3 else
4     cout<<"N"<<endl;//否则输出“N”

好了,我们的思路就讲到这里,下面是AC代码!


代码

(注释版)

 1 #include<bits/stdc++.h>
 2 using namespace std;
 3 int n,m,f[10010],a,b,c;//数组f[i]记录i的根结点
 4 int find(int x){
 5     if(f[x]==x) return x;//如果结点本身就是根结点,直接返回自己
 6     else return f[x]=find(f[x]);//否则通过路径压缩递归返回根结点
 7 }
 8 void join(int x,int y){
 9     f[find(x)]=find(y);//通过find函数,合并两个结点x、y的根结点
10     return;//合并后别忘了直接返回
11 }
12 int main(){//好习惯,直接从主函数读起
13     cin>>n>>m;
14     for(int i=1;i<=n;i++)
15         f[i]=i;//初始化根结点数组,确保每个结点现在的根结点都是自己
16     for(int i=1;i<=m;i++){
17         cin>>a>>b>>c;
18         if(a==1)//a为1时进行合并操作
19             join(b,c);//直接调用join()函数
20         else
21             if(find(b)==find(c))//当结点b、c的根结点相等时,则它们在一个集合里
22                 cout<<"Y"<<endl;
23             else//否则它们不属于同一个集合
24                 cout<<"N"<<endl;
25     }
26     return 0;
27 }

(无注释版)

 1 #include<bits/stdc++.h>
 2 using namespace std;
 3 int n,m,f[10010],a,b,c;
 4 int find(int x){
 5     if(f[x]==x) return x;
 6     else return f[x]=find(f[x]);
 7 }
 8 void join(int x,int y){
 9     f[find(x)]=find(y);
10     return;
11 }
12 int main(){
13     cin>>n>>m;
14     for(int i=1;i<=n;i++)
15         f[i]=i;
16     for(int i=1;i<=m;i++){
17         cin>>a>>b>>c;
18         if(a==1)
19             join(b,c);
20         else
21             if(find(b)==find(c))
22                 cout<<"Y"<<endl;
23             else
24                 cout<<"N"<<endl;
25     }
26     return 0;
27 }

总结

并查集分3步:

1. 把每个结点所在的集合初始化为它自己
2. 将两个不同集合的结点合并(join函数)
3. 查找结点所在集合的根结点(find函数)

原文地址:https://www.cnblogs.com/integricode26/p/P3367-union-find-disjoint-sets-template-solution.html