并查集1

并查集：主要用来判断两个数据是否在同一组，并能对两个不同的树进行合并成一组的一种数据结构

其实现的核心方式就是：两个在同一组的节点有着相同的祖先节点。

 

代码实现及解析：

public class UnionFind {
    public int[] fa;//用来存储每个节点的祖先(相同组的成员具有相同的祖先)
    public int[] rank;//用来记录当前节点所在的层级(用于优化)
    
    public UnionFind(int n) {//将具有n个结点的并查集初始化
        fa = new int[n];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            this.fa[i] = i;//初始状态下并查集的祖先即为自己
            this.rank[i] = 1;//刚开始都在第一层
        }
    }
    
    public int find(int p) {//查找结点p的祖先(所在组别)
        if (fa[p] != p) {
            fa[p] = find(fa[p]);//直接把它的父亲调整为祖先节点
        }
        return fa[p];
    }
    
    public boolean union(int a,int b) {//将a和b数据合并为一组
        int rootA = find(a), rootB = find(b);
        if (rootA == rootB) {//a,b已在同一组，无需合并
            return false;
        }
        if (rank[rootA] >= rank[rootB]) {//谁在更高层就让谁做父节点
            fa[rootB] = rootA;
            if (rank[rootA] == rank[rootB]) {
                rank[rootA]++;//因为A做父亲，所以要让他等级比B高
            }
        }
        else {
            fa[rootA] = rootB;
        }
        return true;//表示成功执行合并操作(两个数据原先不在同一组)
    }
    
    public boolean isSame(int a,int b) {//判断两者是否在同一个集合
        return find(a) == find(b);
    }
}

 

特殊结构的并查集实现(非整型数)

此处用图的点来进行举例(用于Kruskal算法)

public class UnionFind {
        public HashMap<Node,Node> fatherMap;//记录边的父亲(所在分组)
        public HashMap<Node,Integer> rankMap;//记录边所在的层级
        
        public UnionFind(Graph g) {
            for (Node node : g.nodeis) {
                fatherMap.put(node, node);//一开始把自己做为祖先
                rankMap.put(node, 1);
            }
        }
        
        public Node find(Node e) {
            if (e != fatherMap.get(e)) {
                fatherMap.put(e, find(e));
            }
            return fatherMap.get(e);
        }
        
        public boolean Union(Node a,Node b) {
            Node rootA = find(a);
            Node rootB = find(b);
            if (rootA == rootB) {
                return false;
            }
            if (rankMap.get(rootA) < rankMap.get(rootB)) {
                fatherMap.put(a, rootB);
            }
            else {
                fatherMap.put(b, rootA);
                if (rankMap.get(rootA) == rankMap.get(rootB)) {
                    rankMap.put(rootA, rankMap.get(rootA) + 1);
                }
            }
            return true;
        }
        
        public boolean isSame(Node a,Node b) {
            return find(a) == find(b);
        }
    }