讲师中心 微信公众号
AI工具推荐 视频效率加速

C++怎么实现一个并查集_C++数据结构中Disjoint Set Union的路径压缩与按秩合并

酷婷酱_4652

酷婷酱_4652

发布时间:2025-11-21 13:02:43

|

466人浏览过

|

来源于php中文网

原创

并查集通过路径压缩和按秩合并优化,显著提升操作效率。1. 初始化每个元素父节点为自身,秩为0;2. 查找时递归压缩路径,使节点直连根;3. 合并时按秩挂载,小秩并入大秩,相等则任选根并增秩。此结构支持高效集合查询与合并,平均时间接近常数。

c++怎么实现一个并查集_c++数据结构中disjoint set union的路径压缩与按秩合并

在C++中实现并查集(Disjoint Set Union, DSU)时,路径压缩和按秩合并是两个关键优化技术,它们能显著提升查找与合并操作的效率,使平均时间复杂度接近常数级别。

基本结构设计

并查集用于维护一组元素的划分,支持快速查找某个元素所属集合以及合并两个集合。核心是用数组存储每个节点的父节点。

初始化时,每个元素的父节点指向自己,表示独立集合。可以用一个vector保存parent信息,另一个记录每个集合的秩(rank),用于按秩合并。

示例结构:

vector parent; // 父节点索引 vector rank; // 树的高度上界

路径压缩(Path Compression)

在查找根节点的过程中,把沿途的所有节点直接连接到根,从而压平树结构。这样后续查找会更快。

立即学习“C++免费学习笔记(深入)”;

查找函数使用递归实现路径压缩非常简洁:

  • 如果当前节点不是根(parent[x] != x),则递归查找根,并将parent[x]更新为返回值
  • 最终返回根节点

这一操作让整条路径上的节点都指向根,极大减少未来查找深度。

C++14
C++14

C++14 对 C++11 的修正与增强版本,适合旧系统维护和较老工具链兼容。

下载
代码片段:

int find(int x) {
  if (parent[x] != x)
    parent[x] = find(parent[x]);
  return parent[x];
}

按秩合并(Union by Rank)

合并两个集合时,通过比较两棵树的秩决定挂载方向:将秩较小的树根连到秩较大的树根下。若秩相等,则任选一方作为新根,并将其秩加一。

这样做可以避免生成过深的树,控制整体高度。

  • 找到两个元素的根
  • 比较对应秩的大小
  • 小秩向大秩合并
  • 相同秩时更新新根的秩
合并逻辑:

void unite(int x, int y) {
  int rx = find(x), ry = find(y);
  if (rx == ry) return;
  if (rank[rx]     parent[rx] = ry;
  else if (rank[rx] > rank[ry])
    parent[ry] = rx;
  else {
    parent[ry] = rx;
    ++rank[rx];
  }
}

完整实现示例

封装成类更便于管理。构造函数初始化每个节点为独立集合。

假设处理n个编号从0到n-1的元素:

struct DSU {
  vector parent, rank;
  DSU(int n) {
    parent.resize(n);
    rank.resize(n, 0);
    for (int i = 0; i   }
  int find(int x) { ... }
  void unite(int x, int y) { ... }
};

这个结构可在Kruskal算法、连通分量判断等场景中高效使用。

基本上就这些。路径压缩配合按秩合并,使得DSU的操作几乎是常数时间,适合大规模数据处理。注意两者结合效果最佳,单独使用任一优化也能带来明显提升。

热门AI工具

更多
UP简历
UP简历 Hot

一款AI办公效率工具,主要用于基于AI技术的免费在线简历制作工具,适合需要提升相关任务效率的用户。

讯飞智作

讯飞智作是一款AI视频创作工具,AI文本配音工具,数字人课程、营销视频制作。

PixTV
PixTV Hot

PixTV是一款面向AIGC内容创作的AI视频生成工具。

DeepSeek

DeepSeek是一款面向对话、写作、编程和推理场景的AI大模型工具。

切问学术

切问学术是一款AI论文写作工具,复旦大学NLP团队推出的AI学术智能体。

豆包大模型

豆包大模型是一款由字节跳动推出的企业级大语言模型服务平台。

WorkBuddy

一款AI办公效率工具,主要用于腾讯云推出的AI原生桌面智能体工作台,适合需要提升相关任务效率的用户。

讯飞绘文

讯飞绘文是一款由科大讯飞推出的一站式 AIGC 内容运营平台。

Atoms
Atoms Hot

Atoms是一款AI智能体工具,第一支自动构建真实业务的 AI 团队。

相关专题

更多
c语言union的用法
c语言union的用法

c语言union的用法是一种特殊的数据类型,它允许在相同的内存位置存储不同的数据类型,union的使用可以帮助我们节省内存空间,并且可以方便地在不同的数据类型之间进行转换。使用union时需要注意对应的成员是有效的,并且只能同时访问一个成员。本专题为大家提供union相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

649

2023.09.27

string转int
string转int

在编程中,我们经常会遇到需要将字符串(str)转换为整数(int)的情况。这可能是因为我们需要对字符串进行数值计算,或者需要将用户输入的字符串转换为整数进行处理。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

5899

2023.08.02

int占多少字节
int占多少字节

int占4个字节,意味着一个int变量可以存储范围在-2,147,483,648到2,147,483,647之间的整数值,在某些情况下也可能是2个字节或8个字节,int是一种常用的数据类型,用于表示整数,需要根据具体情况选择合适的数据类型,以确保程序的正确性和性能。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2905

2024.08.29

c++怎么把double转成int
c++怎么把double转成int

本专题整合了 c++ double相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

3688

2025.08.29

C++中int的含义
C++中int的含义

本专题整合了C++中int相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

2605

2025.08.29

javascriptvoid(o)怎么解决
javascriptvoid(o)怎么解决

javascriptvoid(o)的解决办法:1、检查语法错误;2、确保正确的执行环境;3、检查其他代码的冲突;4、使用事件委托;5、使用其他绑定方式;6、检查外部资源等等。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

636

2023.11.23

java中void的含义
java中void的含义

本专题整合了Java中void的相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

351

2025.11.27

treenode的用法
treenode的用法

​在计算机编程领域,TreeNode是一种常见的数据结构,通常用于构建树形结构。在不同的编程语言中,TreeNode可能有不同的实现方式和用法,通常用于表示树的节点信息。更多关于treenode相关问题详情请看本专题下面的文章。php中文网欢迎大家前来学习。

2401

2023.12.01

Kratos框架HTTP与gRPC服务开发教程
Kratos框架HTTP与gRPC服务开发教程

本专题围绕Kratos框架双协议服务开发,涵盖HTTP路由与处理器编写、参数获取、gRPC服务实现与客户端调用、metadata上下文传递、encoding编解码注册、统一响应封装、超时控制与流式响应实现方法。

0

2026.10.10

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
C++ Core Guidelines
C++ Core Guidelines

共0课时 | 0人学习

C++ Reference
C++ Reference

共0课时 | 0人学习

C++ 官方标准说明
C++ 官方标准说明

共0课时 | 0人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn