本文章将直接讲解优化,对并查集还不理解或忘记的同学可以看以下两篇文章
并查集基础
优化:启发式合并
先赞后看好习惯
今天我们要来说另一种对并查集的优化:路径压缩
也许有些同学看了启发式合并会说:其实优化的也不多啊?
的确 它优化的确实不多,所以今天这个路径压缩则会优化很多
先来解释一下路径压缩的思想:
路径压缩其实就是把一条线上的所有点的祖先尽可能的往上,依次来减少搜索的次数
是的,本蒟蒻解释的和没解释一样
还是先来举一个栗子:
这个图确实比较特殊,但拿他举栗子能更好的理解
如果我们用正常的并查集,搜索次数如下:
共6次
如果用我们刚才说的路径压缩的思想呢?
首先考虑b:他已经是最优的位置了,不发生改变
其次考虑c:
按照并查集的思路,f[c]应该为b,f[b]=a,也就是说,a是c的老祖宗
利用find函数我们可得知,那我们就可以把f[c]=a,这样在使用find的时候就可减少一次了
那我们就可以把c提到b的高度,这样不影响c和b(通俗一点就是篡位了)
这样,寻找c的搜索次数便可将至1次
最后考虑d:和c一样,一层一层倒他的老祖宗也是a
那这个图就可以变成这样
这样的话,共搜索次数为3次了,大大减少了时间
设想一下:如果n等于10^5(数据范围并不大),那我们可以减少许多的时间
可我们不是在做数学题,是在编程
代码怎么写呢?
确实不太好理解,我们逐步推出:
因为我们优化的是find函数,所以我们先写一个find2
我们首先要寻找x的祖先
而这样x则会被覆盖,所以我们先进行备份
int find(int x){
//寻找x节点的祖先节点
if (f[x]==x){
return f[x];//找到了,返回x此时的父节点即可
}else{
return f[x]=find(f[x]);
}
}
int find2(int x){//寻找x的祖先节点
int a=x;
x=find(x);
}
此时已知祖先了,接下来就是把这条线上所有的节点的父节点都变成此时的x
如果我们直接find(a),就起不到把过程中的所有父节点都统计的作用了
int find(int x){
//寻找x节点的祖先节点
if (f[x]==x){
return f[x];//找到了,返回x此时的父节点即可
}else{
return f[x]=find(f[x]);
}
}
int find2(int x){//寻找x的祖先节点
int a=x;
x=find(x);
while (a!=f[a]){
int z=a;//把a备份
a=f[a];//进入a的父节点的一层
f[z]=x;//让原先的a的父亲变成x,也就是变成祖先
}
}
这样的路径压缩就会把时间复杂度从O(n)直线编程O(1)
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