数据结构 之 并查集

概述

并查集是一种特殊的树形结构,主要支持两个动作:
(1)连接p和q两个节点:Union(p, q)
(2)查询节点p所属的组:Find§
同时可以解决连接问题,即节点p和q是否相连:isConnected(p, q)
并查集操作的时间复杂度近乎为O(1)

基本数据表示

将每一个元素看作是一个节点,开始时均指向自身:
数据结构 之 并查集
使用parent表示该节点指向的位置:
数据结构 之 并查集
更新节点之间的连接状态:
数据结构 之 并查集

数据结构优化

1.基于Union操作的优化
(1)当节点p和q相连接时,选择将元素少的集合的根节点 指向 元素多的集合的根节点,以尽可能保证整棵树的高度最小
数据结构 之 并查集
(2)基于rank的优化:rank[i]表示根节点为i的树的高度,将高度小的树根节点 指向 高度大的树根节点,从而尽量保证整棵树的高度最小
数据结构 之 并查集
3.基于Find操作的优化
(1)路径压缩算法一:在查询某个节点时,如果其不为根节点,则将该节点直接指向父节点的父节点,以此减小树的高度
数据结构 之 并查集
(2)路径压缩算法二:查询某一节点时,将该节点到根节点为止的所有节点都指向根节点
数据结构 之 并查集