java并查集 Java实现并查集

/**
 * @author Nino
 */
public interface UF {
 int size();

 /**
  * 看两个元素是否相连
  * @param p
  * @param q
  * @return
  */
 boolean isConnected(int p, int q);

 /**
  * 将两个元素合并在一起，变成一个集合中的元素
  * @param p
  * @param q
  */
 void unionElements(int p, int q);
}

/**
 * @author Nino
 */
public class UnionFind5 implements UF {
 private int[] parent;
 //rank[i]表示以i为根的集合中树的层数
 private int[] rank;

 public UnionFind5(int size) {
  parent = new int[size];
  rank = new int[size];
  for (int i = 0; i < size; i++) {
   parent[i] = i;
   rank[i] = 1;
  }
 }

 @Override
 public int size() {
  return parent.length;
 }

 /**
  * 查找过程，查找元素p所对应的集合编号
  * O(h)复杂度，h为树的高度
  * 使用路径压缩
  * @param p
  * @return
  */
 private int find(int p) {
  if (p < 0 && p >= parent.length) {
   throw new IllegalArgumentException("p is illegal");
  }
  if (p != parent[p]) {
   parent[p] = find(parent[p]);
  }
  return parent[p];
 }

 /**
  * 查询p, q是否同属一个集合
  * 时间复杂度O(h)
  * @param p
  * @param q
  * @return
  */
 @Override
 public boolean isConnected(int p, int q) {
  return find(p) == find(q);
 }

 /**
  * 合并元素p, q所属的集合，只需要把Rank低的根节点指向Rank高的根节点就可以
  * O(h)复杂度
  * @param p
  * @param q
  */
 @Override
 public void unionElements(int p, int q) {
  int pRoot = find(p);
  int qRoot = find(q);

  if (pRoot == qRoot) {
   return;
  }
  //败者食尘
  if (rank[pRoot] < rank[qRoot]) {
   parent[pRoot] = qRoot;
  } else if (rank[qRoot] < rank[pRoot]) {
   parent[qRoot] = pRoot;
  } else {
   parent[qRoot] = pRoot;
   rank[pRoot] += 1;
  }
 }
}