c++中如何实现并查集的查找_c++并查集查找方法

并查集通过父节点数组实现,初始化时每个节点指向自己,find函数递归查找根节点并进行路径压缩,降低树高以提升效率,配合按秩合并可接近O(1)操作。

c++中如何实现并查集的查找_c++并查集查找方法

在C++中实现并查集(Disjoint Set Union, DSU)的查找操作,核心是通过数组记录每个节点的父节点,并使用路径压缩优化查找效率。

基本结构定义

并查集通常用一个vector或数组来维护每个元素的父节点。初始化时,每个元素的父节点指向自己,表示各自为独立集合。

示例代码:

#include 
using namespace std;vector parent;// 初始化:每个节点的父节点是自己void init(int n) { parent.resize(n); for (int i = 0; i < n; ++i) { parent[i] = i; }}

查找函数实现

find 函数用于查找某个元素所在集合的根节点(代表元)。通过递归方式向上查找,并在回溯时将沿途节点直接挂到根节点下,实现路径压缩。

标准查找方法:

int find(int x) {    if (parent[x] != x) {        parent[x] = find(parent[x]); // 路径压缩    }    return parent[x];}

路径压缩的作用是降低树的高度,使后续查找接近 O(1) 时间复杂度。

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按秩合并优化(可选)

为了进一步提升性能,可以引入秩(rank)数组,在合并时将低秩树接到高秩树上,避免退化成链。

vector rank;void unite(int x, int y) {    int rootX = find(x);    int rootY = find(y);    if (rootX != rootY) {        if (rank[rootX]  rank[rootY]) {            parent[rootY] = rootX;        } else {            parent[rootY] = rootX;            rank[rootX]++;        }    }}

使用示例

完整的小例子演示如何初始化、查找和合并:

#include #include using namespace std;vector parent, rank;void init(int n) {    parent.resize(n);    rank.resize(n, 0);    for (int i = 0; i < n; ++i) parent[i] = i;}int find(int x) {    if (parent[x] != x) {        parent[x] = find(parent[x]);    }    return parent[x];}void unite(int x, int y) {    int rx = find(x), ry = find(y);    if (rx == ry) return;    if (rank[rx]  rank[ry]) parent[ry] = rx;    else {        parent[ry] = rx;        rank[rx]++;    }}int main() {    init(5);    unite(0, 1);    unite(1, 2);    cout << "Find(0): " << find(0) << endl; // 输出根节点    cout << "Find(2): " << find(2) << endl; // 应与find(0)相同    return 0;}

基本上就这些。查找的核心是递归加路径压缩,配合按秩合并能保证高效操作。

以上就是c++++中如何实现并查集的查找_c++并查集查找方法的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!

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