C++ / ACM 自学笔记 · v5.0

P3367 并查集

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对应章节:序言 → 建议的自学顺序与练习;五、数据结构与算法 → (十四) 并查集。

(一) 任务与输出目标

处理集合合并和同集合查询。

(二) 建模与推导

关系会传递,因此不能只检查两人之间是否直接出现过一条边。每组用一个代表节点,合并时把两组的代表连接;查询时沿 parent 找到最终代表。沿途节点在找到根后直接指向根,后续查询会更短。按组大小把较小树挂到较大树,不必重写组内所有成员。

(三) 手算与过程

先合并 1、2,再合并 2、3,1 与 3 虽未直接连接也具有同一代表;4 仍是另一组。

按具体数据展开的处理与返回过程

(四) 带注释实现

完整源文件

#include <bits/stdc++.h>
#define int long long
#define endl '\n'
using namespace std;

struct DSU {
    vector<int> parent, size;

    DSU(int n) : parent(n + 1), size(n + 1, 1) {
        iota(parent.begin(), parent.end(), 0);
    }

    int find(int x) {
        return parent[x] == x ? x : parent[x] = find(parent[x]);
    } // 路径压缩到代表节点。

    bool unite(int a, int b) {
        a = find(a);
        b = find(b);
        if (a == b)
            return false;
        if (size[a] < size[b])
            swap(a, b);
        parent[b] = a;
        size[a] += size[b];
        return true; // 小树挂到大树,控制路径长度。
    }
};

void solve() {
    int n, m;
    cin >> n >> m;
    DSU dsu(n);
    while (m--) {
        int op, a, b;
        cin >> op >> a >> b;
        if (op == 1)
            dsu.unite(a, b);
        else
            cout << (dsu.find(a) == dsu.find(b) ? "Y" : "N") << '\n'; // 同代表表示同集合。
    }
}

signed main() {
    ios::sync_with_stdio(false); // 关闭同步,使用 cin 与 cout 完成输入输出。
    cin.tie(0), cout.tie(0);

    int T = 1; // 本题读入一组数据。
    // cin >> T; // 题目给出测试组数时开启,并在 solve 中处理一组。
    while (T--)
        solve();
}

(五) 复杂度

路径压缩与按大小合并,n 次初始化、M 次操作共 \(O(n+M\alpha(n))\),空间 \(O(n)\)。

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