【前言】
并查集(Disjoint Set)是一种常见的数据结构,用于处理不相交集合的合并与查询问题。在C++中,可以通过实现一个并查集类来使用并查集的功能。
【引入】
题目:朋友圈
假设有n个人,编号为1到n。开始时,每个人的朋友圈中只有自己。
然后,给出m对朋友关系,表示两个人是朋友关系。例如,(1, 2)表示人1和人2是朋友,(2, 3)表示人2和人3是朋友。现在需要回答一些查询,每个查询给出两个人的编号,要求判断他们是否属于同一个朋友圈。
我们可以把每个人看成一个节点,一个朋友圈看成一棵树。一开始每个人都是一个独立节点(也就是一片森林),如果有两人是朋友关系那么把两个节点合并(也就是一棵树)。询问是不是朋友关系要判断两人的节点有没有合并过(也就是是否在同一棵树上)。
1 2 3 图1(三人不存在任何朋友关系)
1——2 3 图2(1和2是朋友关系)
1——2——3 图3(2和3是朋友关系,1、2、3都是朋友关系)
【初始化】
定义一个father[]数组用来表示各个节点的父节点,节点如果是独立的话那就父节点是自己本身。因为一开始大家没有任何朋友关系,所以n个节点都是独立的。
for(int i=1;i<=n;i++)father[i]=i;
【找根(find)】
既然朋友圈是一棵树,就要想办法查询树的根节点(合并、判断等操作都需要找根)。用递归就可以了。
int find(int x)
{
if(x==father[x])return x;//边界条件,x的父节点指向自己说明是根节点。
return find(father[x]);
}
如果频繁调用就有可能TLE(超时),所以father[]数组直接表示各个节点的根节点(路径压缩,时间复杂度是O(1))。
写法一:
int find(int x)
{
if(x!=father[x])father[x]=find(father[x]);
return father[x];
}
写法二:
int find(int x)
{
if(x==father[x])return x;
father[x]=find(father[x]);
return father[x];
}
【合并(union)】
要如何然两个节点合并形成一个朋友圈(树)呢?1和2有朋友关系我们把2的根节点指向1的根节点就可以表示两人在的两个朋友圈合并为一个朋友圈。
void unionn(int x,int y)
{
x=find(x);
y=find(y);
father[y]=x;
}
【判断(judge)】
判断是否有朋友关系只要判断是否在同一朋友圈就可以了,即根节点是否相同。
bool judge(int x,int y)
{
x=find(x);
y=find(y);
if(x!=y)return 0;
return 1;
}
【结尾】
不多说给上文章【引入】部分题目的代码。
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int n,m,q,father[100000];
int find(int x)
{
if(x!=father[x])father[x]=find(father[x]);
return father[x];
}
void unionn(int x,int y)
{
x=find(x);
y=find(y);
father[y]=x;
}
bool judge(int x,int y)
{
x=find(x);
y=find(y);
if(x!=y)return 0;
return 1;
}
int main(){
int x,y;
cin>>n>>m>>q;
for(int i=1;i<=n;i++)father[i]=i;
for(int i=1;i<=m;i++){
cin>>x>>y;
unionn(x,y);
}
for(int i=1;i<=q;i++){
cin>>x>>y;
if(judge(x,y))cout<<"yes"<<endl;
else cout<<"no"<<endl;
}
return 0;
}