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c++中如何实现并查集_c++并查集实现方法

穿越時空

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发布时间:2025-09-27 21:14:01

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来源于php中文网

原创

答案是C++中并查集通过parent和rank数组实现,支持find和unionSet操作,结合路径压缩与按秩合并优化效率。初始化时每个元素自成一集,find查找根节点并压缩路径,unionSet按秩合并两集,isConnected判断连通性,适用于Kruskal算法等场景。

c++中如何实现并查集_c++并查集实现方法

在C++中实现并查集(Union-Find Set),也叫不相交集合(Disjoint Set),主要用于高效处理集合的合并与查询问题。典型应用场景包括连通分量判断、最小生成树中的Kruskal算法等。

基本结构与核心操作

并查集主要支持两个操作:

  • find(x):查找元素x所在集合的代表(根节点)
  • unionSet(x, y):将包含x和y的两个集合合并

为了提高效率,通常结合“路径压缩”和“按秩合并”两种优化策略。

数组实现父节点与秩

使用两个数组:

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下载
  • parent[]:记录每个节点的父节点
  • rank[]:记录每棵树的深度(用于按秩合并)

初始化时,每个元素的父节点是自己,秩为0。

代码实现示例

以下是完整的C++实现:

// 并查集类实现 class UnionFind { private: vector parent; vector rank; public: // 构造函数,初始化n个独立元素 UnionFind(int n) { parent.resize(n); rank.resize(n, 0); for (int i = 0; i rank[rootY]) { parent[rootY] = rootX; } else { parent[rootY] = rootX; rank[rootX]++; } } } // 判断两个元素是否在同一集合 bool isConnected(int x, int y) { return find(x) == find(y); } };

使用示例

如何在主函数中使用这个并查集:

int main() { UnionFind uf(5); // 创建5个元素的并查集 uf.unionSet(0, 1); uf.unionSet(1, 2); uf.unionSet(3, 4); cout

基本上就这些。路径压缩让find接近O(1),按秩合并控制树高,整体效率非常高。

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