并查集是一种常用的数据结构,用于解决集合合并和查询等问题。在加权快速合并中,为了保证树的平衡性,需要在合并两个集合时,将小树合并到大树上。这样可以避免形成不平衡的树结构,提高查询的效率。
以下是一个包含代码示例的解决方法:
class UnionFind:
def __init__(self, n):
self.parent = [i for i in range(n)]
self.size = [1] * n
def find(self, x):
if self.parent[x] != x:
self.parent[x] = self.find(self.parent[x])
return self.parent[x]
def union(self, x, y):
root_x = self.find(x)
root_y = self.find(y)
if root_x == root_y:
return
if self.size[root_x] < self.size[root_y]:
self.parent[root_x] = root_y
self.size[root_y] += self.size[root_x]
else:
self.parent[root_y] = root_x
self.size[root_x] += self.size[root_y]
在上述代码中,我们使用两个数组来实现并查集,parent
保存每个节点的父节点,size
保存每个节点所在集合的大小。
在 find
方法中,使用路径压缩的方式来找到节点的根节点,并将其直接连接到根节点上,以减少之后的查询时间。
在 union
方法中,首先找到 x
和 y
的根节点 root_x
和 root_y
。然后判断两个根节点是否相同,如果相同则说明 x
和 y
已经在同一个集合中,不需要进行合并操作。否则,根据两个集合的大小,将小集合的根节点连接到大集合的根节点上,并更新大集合的大小。
这样就实现了加权快速合并,并保持了树的平衡性。