今天又重新回顾了一下忘得差不多的并查集：下边是转的，再加上一道hdu的并查集入门题。

文章作者：yx_th000 文章来源：Cherish_yimi () 转载请注明，谢谢合作。

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    昨天和今天学习了并查集和trie树，并练习了三道入门题目，理解更为深刻，觉得有必要总结一下，这其中的内容定义之类的是取自网络，操作的说明解释及程序的注释部分为个人理解。并查集学习：

l         并查集：(union-find sets)

一种简单的用途广泛的集合. 并查集是若干个不相交集合，能够实现较快的合并和判断元素所在集合的操作，应用很多，如其求无向图的连通分量个数等。最完美的应用当属：实现Kruskar算法求最小生成树。

l         并查集的精髓（即它的三种操作，结合实现代码模板进行理解）：

1、Make_Set(x) 把每一个元素初始化为一个集合

初始化后每一个元素的父亲节点是它本身，每一个元素的祖先节点也是它本身（也可以根据情况而变）。

2、Find_Set(x) 查找一个元素所在的集合

查找一个元素所在的集合，其精髓是找到这个元素所在集合的祖先！这个才是并查集判断和合并的最终依据。

判断两个元素是否属于同一集合，只要看他们所在集合的祖先是否相同即可。

合并两个集合，也是使一个集合的祖先成为另一个集合的祖先，具体见示意图

3、Union(x,y) 合并x,y所在的两个集合

合并两个不相交集合操作很简单：

利用Find_Set找到其中两个集合的祖先，将一个集合的祖先指向另一个集合的祖先。如图

 

l         并查集的优化

1、Find_Set(x)时 路径压缩

寻找祖先时我们一般采用递归查找，但是当元素很多亦或是整棵树变为一条链时，每次Find_Set(x)都是O(n)的复杂度，有没有办法减小这个复杂度呢？

答案是肯定的，这就是路径压缩，即当我们经过"递推"找到祖先节点后，"回溯"的时候顺便将它的子孙节点都直接指向祖先，这样以后再次Find_Set(x)时复杂度就变成O(1)了，如下图所示；可见，路径压缩方便了以后的查找。

 

2、Union(x,y)时 按秩合并

即合并的时候将元素少的集合合并到元素多的集合中，这样合并之后树的高度会相对较小。

l         主要代码实现

 

 1int father[MAX];   /* father[x]表示x的父节点*/

 2int rank[MAX];     /* rank[x]表示x的秩*/

 3

 4

 5/* 初始化集合*/

 6void Make_Set(int x)

 7{

 8    father[x] = x; //根据实际情况指定的父节点可变化

 9    rank[x] = 0;   //根据实际情况初始化秩也有所变化

10}

11

12

13/* 查找x元素所在的集合,回溯时压缩路径*/

14int Find_Set(int x)

15{

16    if (x != father[x])

17    {

18        father[x] = Find_Set(father[x]); //这个回溯时的压缩路径是精华

19    }

20    return father[x];

21}

22

23

24/* 

25   按秩合并x,y所在的集合

26   下面的那个if else结构不是绝对的，具体根据情况变化

27   但是，宗旨是不变的即，按秩合并，实时更新秩。

28*/

29void Union(int x, int y)

30{

31    x = Find_Set(x);

32    y = Find_Set(y);

33    if (x == y) return;

34    if (rank[x] > rank[y]) 

35    {

36        father[y] = x;

37    }

38    else

39    {

40        if (rank[x] == rank[y])

41        {

42            rank[y]++;

43        }

44        father[x] = y;

45    }

46}

47

 hdu 1232畅通工程http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1232

1 #include 
     
       2 #include 
      
        3 #include 
       
         4 int father[1010]; 5 int n, m, ans; 6 void make_set(int *a) 7 { 8     for (int i = 1; i <= n; ++i) 9         father[i] = i;10 }11 int find(int n)12 {13     if (n != father[n])14         father[n] = find(father[n]);15     return father[n];16 }17 void Union(int x, int y)18 {19     int fx = find(x), fy = find(y);20     if (fx != fy)21     {22         father[fx] = fy;23         --ans;24     }25 }26 int main()27 {28     while (scanf("%d %d", &n, &m) != EOF && n)29     {30         ans = n - 1;31         make_set(father);32         while (m--)33         {34             int x, y;35             scanf("%d %d", &x, &y);36             Union(x, y);37         }38         printf("%d\n", ans);39     }40     system("pause");41     return 0;42 }
       
      
     

 hdu 1213 How Many Tables

1 #include 
     
       2 #include 
      
        3 int father[1010]; 4 int n, m; 5 int make(int *a) 6 { 7     for (int i = 1; i <= n; ++i) 8         a[i] = i; 9 }10 int find(int x)11 {12     if (x != father[x])13         father[x] = find(father[x]);14     return father[x];15 }16 void Union(int x, int y)17 {18     int fx = find(x), fy = find(y);19     if (fx != fy)20         father[fx] = fy;21 }22 int main()23 {24     int T;25     scanf("%d", &T);26     while (T--)27     {28         scanf("%d %d", &n, &m);29         make(father);30         while (m--)31         {32             int a, b;33             scanf("%d %d", &a, &b);34             Union(a, b);35         }36         int ans = 0;37         for (int i = 1; i <= n; ++i)38             if (father[i] == i)39                 ++ans;40         printf("%d\n", ans);41     }42     system("pause");43     return 0;44 }