news 2026/6/10 14:36:09

代码随想录 并查集理论基础

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张小明

前端开发工程师

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代码随想录 并查集理论基础

一、背景

1.并查集可解决的问题:并查集常用来解决连通性问题。也就是说当我们需要判断两个元素是否在同一个集合里的时候,就想到要用并查集

2.并查集的功能:

(1)将两个元素添加到一个集合中。

(2)判断两个元素在不在同一个集合。

二、原理:从代码层面上讲,如何将两个元素添加到同一个集合中?

1.错误想法:

(1)放到同一个数组或者set或者map中,这样就表示两个元素在同一个集合(但是这么多元素分门别类,可不止一个集合,可能是成百上千个集合,这时会定义很多的数组,不好实现)。

(2)定义一个二维数组(但是如果要判断两个元素是否在同一个集合的时候,只能把二维数组都遍历一遍;每当想添加一个元素到某集合的时候,依然需要把二维数组都遍历一遍,才知道要放到哪个集合里,代码实现逻辑非常复杂)。

2.正确思路:

(1)将三个元素A,B,C(分别是数字)放在同一个集合,其实就是将三个元素连通在一起,如何连通?只需要用一个一维数组来表示,即:father[A] = B,father[B] = C,这样就能表述A与B与C连通了(有向连通图)。

代码如下所示:

// 将v,u 这条边加入并查集 void join(int u, int v) { u = find(u); // 寻找u的根 v = find(v); // 寻找v的根 if (u == v) return; // 如果发现根相同,则说明在一个集合,不用两个节点相连直接返回 father[v] = u; }

(2)find函数的寻根过程,就是通过数组下标找到数组元素,然后一层一层地寻根,代码如下所示。

// 并查集里寻根的过程 int find(int u) { if (u == father[u]) return u; // 如果根就是自己,直接返回
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