并查集用vector实现路径压缩find和按秩合并unionSet:初始化parent[i]=i、rank全0;find递归压缩路径;unionSet先判同根,再按秩合并,秩等时新根秩+1。

用 vector 实现带路径压缩的 find 和按秩合并的 unionSet
并查集核心就两个操作:找根(find)和合并(unionSet)。C++ 里最常用的是用 vector<int></int> 存父节点,下标是节点编号,值是它的直接父节点。初始化时每个点指向自己:parent[i] = i。
路径压缩在 find 里做:递归找到根后,把沿途所有节点的父指针直接连到根上。按秩合并(rank)避免树退化成链表——只把矮树挂到高树下。注意 rank 不是真实高度,只是上界估计,所以叫“秩”更准确。
class UnionFind {
vector<int> parent, rank;
public:
UnionFind(int n) : parent(n), rank(n, 0) {
for (int i = 0; i < n; ++i) parent[i] = i;
}
int find(int x) {
if (parent[x] != x) parent[x] = find(parent[x]); // 路径压缩
return parent[x];
}
void unionSet(int x, int y) {
int rx = find(x), ry = find(y);
if (rx == ry) return;
if (rank[rx] < rank[ry]) swap(rx, ry); // 确保 rx 是更高/不矮的根
parent[ry] = rx;
if (rank[rx] == rank[ry]) rank[rx]++; // 高度相等才+1
}
};
为什么不用 map 存非连续编号节点?
如果节点编号稀疏或不是整数(比如字符串 ID),确实有人想用 map<string string></string> 或 unordered_map。但这样会带来三个实际问题:
-
find递归调用时哈希查找开销变大,路径压缩收益被抵消 - 无法预分配空间,
rank也得用map维护,逻辑变重 - 很多题目输入保证编号是
0..n-1,强行用map属于过早优化
真要处理字符串节点,先离散化映射到 0..k-1 再用 vector 版本,比全程哈希快且稳。
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unionSet 里漏判 rx == ry 会导致什么?
常见错误是合并前没检查是否已同属一个集合,直接执行 parent[ry] = rx。后果是:
- 可能把某棵树的根错误地设为自己子节点(比如
rx == ry时parent[rx] = rx看似无害,但后续rank更新会错乱) - 如果代码里有计数逻辑(如维护连通分量数量),不提前
return就会多减一次 - 某些 OJ 题目卡常,重复合并会拖慢
find效率(虽然路径压缩能缓解,但没必要)
所以 if (rx == ry) return; 这行不能省,它不是防御性编程,而是逻辑必需。
静态数组 vs vector:竞赛和工程场景怎么选?
算法题里一律用 vector,因为大小在运行时才知道;但嵌入式或性能极端敏感场景,可能用 std::array 或裸数组(如 int parent[100005])。
关键区别在于:
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vector构造/析构有少量开销,但支持动态扩容(虽然并查集不需要) - 裸数组必须编译期确定大小,写死上限容易溢出,写太大又浪费内存
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std::array折中,但无法传参推导大小,接口不如vector自然
除非明确知道最大节点数且对启动时间极度敏感,否则别为了省几十纳秒改用静态数组——调试成本和可读性损失更大。


















