并查集解决朋友圈问题

来源:互联网 发布:淘宝猫胡子是假货吗 编辑:程序博客网 时间:2024/06/07 23:06

题目:加入已知n个人和m对好友关系(存于数组r),如果两个人是直接或间接的好友(好友的好友的好友………),则认为他们属于同一个朋友圈。请写程序求出这n个人里一共有多少个朋友圈。
例如:n=5,m=3,r={{1,2},{2,3},{4,5}},表示有5个人,1和2是好友,2和3是好友,4和5是好友,则1,2,3属于同一个朋友圈,4和5属于另一个朋友圈。结果为2个朋友圈。

这道题目的求解需要用到一种数据结构:并查集。我们先来介绍什么是并查集?
将N个不同的元素分成一组不想交的集合,开始时,每个元素就是一个集合,然后按照规律将两个集合进行合并。
并查集也是一种树形结构,但又与二叉树的结构不同。
这里写图片描述
如图,{0,6,7,8}是一个集合,且0是这个集合的父亲节点,所以,在数组中,将6,7,8的对应元素改为0,每加上一个孩子节点,父亲节点的值+(-1),所以0对应的值为-4,同理可得后面的两个集合。在数组中,0,1,2为父亲节点,其余为孩子节点,我们可以观察到,父亲节点对应的值都为负数,且绝对值为这个集合元素的个数,而孩子节点非负,对应元素为其父亲节点。
那么,当0,与1合并时又是怎样?当两个集合合并时,将它们的父亲节点合并,且将其中一个的父亲节点改为另一个即可。
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class UnionFindSet{public:    //开空间并初始化为-1    UnionFindSet(size_t N)    {        _sets.resize(N, -1);    }    //找x的根    int FindRoot(int x)    {        while (_sets[x] >= 0)        {            x = _sets[x];        }        return x;    }    //合并    void Union(int x1, int x2)    {        int root1 = FindRoot(x1);        int root2 = FindRoot(x2);        if (root1 != root2)        {            _sets[root1] += _sets[root2];            _sets[root2] = root1;        }    }    size_t Size()    {        int count = 0;        for (size_t i = 0; i < _sets.size(); ++i)        {            if (_sets[i] < 0)            {                ++count;            }        }        return count;    }private:    vector<int> _sets;};

了解了并查集后,再来求解上面的题目就容易多了,看这些集合是否在同一个并查集里,在即使一个朋友圈,不在则是另一个朋友圈。

int Friends(int n, int m, int r[][2]){    UnionFindSet s(n+1);    for (size_t i = 0; i < m; ++i)    {        s.Union(r[i][0],r[i][1]);    }    return s.Size()-1;}void TestFriends(){    const int m = 3;    const int n = 5;    int r[3][2] = { { 1, 2 }, { 2, 3 }, { 4, 5 } };    cout<<"朋友圈的个数:"<<Friends(n, m, r)<<endl;}

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