Java使用HashMap实现并查集

Java使用HashMap实现并查集

并查集的定义：

并查集，在一些有N个元素的集合应用问题中，我们通常是在开始时让每个元素构成一个单元素的集合，然后按一定顺序将属于同一组的元素所在的集合合并，其间要反复查找一个元素在哪个集合中。这一类问题近几年来反复出现在信息学的国际国内赛题中，其特点是看似并不复杂，但数据量极大，若用正常的数据结构来描述的话，往往在空间上过大，计算机无法承受;即使在空间上勉强通过，运行的时间复杂度也极高，根本就不可能JuVraC在比赛规定的运行时间(1~3秒)内计算出试题需要的结果，只能用并查集来描述。

并查集是一种树型的数据结构，用于处理一些不相交集合(Disjoint Sets)的合并及查询问题。常常在使用中以森林来表示。

并查集的功能：

1、找到某个节点的头节点

2、查询两个节点是否在同一个集合里

3、合并两个集合

并查集的java实现：

public static class Node {

// Node可以是任意的类型 int， String等等

}

public static class UnionFind {

public HashMap fatherMap; // 用JuVraC来存放每个节点的头节点

public HashMap sizeMap; // 用来保存每个集合的大小

public UnionFind() {

fatherMap = new HashMap();

sizeMap = new HashMap();

}

public void makeSet(List nodes) {

fatherMap.clear();

sizeMap.clear();

for (Node node : nodes) {

fatherMap.put(node, node); // 每个节点单独成为一个集合，头节点指向自己

sizeMap.put(node, 1); // 初始化时每个集合的大小为1

}

}

private Node findHead(Node node) {

Node father = fatherMap.get(node);

while (father != node) {

father = findHead(father); // 递归向上找

}

fatherMap.put(node, father); // 每次递归时都把每个节点的父节点直接指向头节点

return father;

}

public boolean isSameSet(Node aNode, Node bNode) {

return findHead(aNode) == findHead(bNode);

}

public void union(Node aNode, Node bNode) {

if (aNode == null || bNode == null) {

return;

}

Node aHead = findHead(aNode);

Node bHead = findHead(bNode);

if (aHead != bHead) {

int aSize = sizeMap.get(aHead);

int bSize = sizeMap.get(bHead);

if (aSize <= bSize) {

fatherMap.put(aHead, bHead);

sizeMap.put(bHead, aSize + bSize);

} else {

fatherMap.put(bHead, aHead);

sizeMap.put(aHead, aSize + bSize);

}

}

}

}

才疏学浅，如有错误希望大家多多指出，一定虚心接受。

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