Java使用HashMap實現(xiàn)并查集
并查集的定義:
并查集,在一些有N個元素的集合應用問題中,我們通常是在開始時讓每個元素構成一個單元素的集合,然后按一定順序?qū)儆谕唤M的元素所在的集合合并,其間要反復查找一個元素在哪個集合中。這一類問題近幾年來反復出現(xiàn)在信息學的國際國內(nèi)賽題中,其特點是看似并不復雜,但數(shù)據(jù)量極大,若用正常的數(shù)據(jù)結構來描述的話,往往在空間上過大,計算機無法承受;即使在空間上勉強通過,運行的時間復雜度也極高,根本就不可能在比賽規(guī)定的運行時間(1~3秒)內(nèi)計算出試題需要的結果,只能用并查集來描述。
并查集是一種樹型的數(shù)據(jù)結構,用于處理一些不相交集合(Disjoint Sets)的合并及查詢問題。常常在使用中以森林來表示。
并查集的功能:
1、找到某個節(jié)點的頭節(jié)點
2、查詢兩個節(jié)點是否在同一個集合里
3、合并兩個集合
并查集的Java實現(xiàn):
public static class Node {
// Node可以是任意的類型 int, String等等
}
public static class UnionFind {
public HashMap<Node, Node> fatherMap; // 用來存放每個節(jié)點的頭節(jié)點
public HashMap<Node, Integer> sizeMap; // 用來保存每個集合的大小
public UnionFind() {
fatherMap = new HashMap<Node, Node>();
sizeMap = new HashMap<Node, Integer>();
}
public void makeSet(List<Node> nodes) {
fatherMap.clear();
sizeMap.clear();
for (Node node : nodes) {
fatherMap.put(node, node); // 每個節(jié)點單獨成為一個集合,頭節(jié)點指向自己
sizeMap.put(node, 1); // 初始化時每個集合的大小為1
}
}
private Node findHead(Node node) {
Node father = fatherMap.get(node);
while (father != node) {
father = findHead(father); // 遞歸向上找
}
fatherMap.put(node, father); // 每次遞歸時都把每個節(jié)點的父節(jié)點直接指向頭節(jié)點
return father;
}
public boolean isSameSet(Node aNode, Node bNode) {
return findHead(aNode) == findHead(bNode);
}
public void union(Node aNode, Node bNode) {
if (aNode == null || bNode == null) {
return;
}
Node aHead = findHead(aNode);
Node bHead = findHead(bNode);
if (aHead != bHead) {
int aSize = sizeMap.get(aHead);
int bSize = sizeMap.get(bHead);
if (aSize <= bSize) {
fatherMap.put(aHead, bHead);
sizeMap.put(bHead, aSize + bSize);
} else {
fatherMap.put(bHead, aHead);
sizeMap.put(aHead, aSize + bSize);
}
}
}
}
才疏學淺,如有錯誤希望大家多多指出,一定虛心接受。
以上就是本文的全部內(nèi)容,希望對大家的學習有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。
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