并 查集

DSU 省了空间和时间,代价是信息变少,这三种情况它不行:

  1. 要打印具体路径:"从 source 到 destination 经过哪些点?"------DSU 答不了,它没存边。
  2. 有向图的"可达性" :DSU 只能处理无向 连通(连通是等价关系)。如果是 1→2→3 的单向 边,DSU 会把 1、2、3 全并一伙,但你从 3 其实走不到 1------这时候 DSU 会答错,必须用 DFS/拓扑。
  3. 最短路、层数、环的具体结构:都得上邻接表 + BFS/DFS。
cpp 复制代码
int n = 1005; // n根据题目中节点数量而定,一般比节点数量大一点就好
vector<int> father = vector<int> (n, 0); // C++里的一种数组结构

// 并查集初始化
void init() {
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        father[i] = i;
    }
}
// 并查集里寻根的过程
int find(int u) {
    return u == father[u] ? u : father[u] = find(father[u]); // 路径压缩
}

// 判断 u 和 v是否找到同一个根
bool isSame(int u, int v) {
    u = find(u);
    v = find(v);
    return u == v;
}

// 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;
}

并查集全家桶速查表,每个东西是什么、干嘛用,一次性列清:

核心概念总结

名称 代码里常见写法 是什么 一句话人话
并查集 DSU 一种数据结构 管"谁和谁是一伙(连通)"的工具
father 数组 father[] / parent[] 存每个人的"直接上司" 整张关系网的记录本
father[u] father[u] u 的直接上司 只往上跳一层:u 的直属经理是谁
老大 / 根 / 代表元 满足 father[x]==x 的 x 一伙里最顶层那个人 董事长,一伙只认这一个代表
find(u) find(u) 找 u 的老大 顺着上司链爬到顶,返回董事长
unite(u,v) unite(u,v) / union 合并 u、v 所在的两伙 让一个董事长认另一个当老大
same(u,v) same(u,v) 查 u、v 是否同伙 find(u)==find(v) 吗
路径压缩 father[u]=find(father[u]) find 时的优化 找完老大,把路上人全直接挂老大下,下次一步到
按秩合并 rank[] 合并时的优化 小圈子挂到大圈子下,别把链拉长
连通块 --- 一伙 = 一个连通块 互相连通的一群节点

路径压缩就一行代码:

复制代码
// 并查集里寻根的过程
int find(int u) {
    if (u == father[u]) return u;
    else return father[u] = find(father[u]); // 路径压缩
}

等号右边先算、左边再赋值来看就通了。

一句话

先问出"我上司的老大是谁",再把自己的上司直接改成那个老大------本来要绕好几层,现在一步到位。

拆开看

复制代码
father[u] = find(father[u]);
  • 右边 find(father[u]):先递归找"u 的直接上司的老大"(一路爬到顶,拿到董事长编号)。
  • 左边 father[u] = :把这个董事长编号,直接写成 u 的新直接上司。

join 是干啥的

join(u, v) = 把 u 和 v 所在的两伙合成一伙。

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