自学Java day53 使用jvav实现并查集数据结构从jvav到架构师

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。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。

笔者采用 jvav 语言演示并查集结构时间复杂度O(1) (接近)

//并查集
//判断两个元素是否属于同一集合
//将两个集合连接
//要求时间复杂度O(1)
class UnionFieldSet<V> {HashMap<V, Element> eMap;HashMap<Element, Element> fMap;HashMap<Element, Integer> iMap;public UnionFieldSet(List<V> list) {eMap = new HashMap<>();fMap = new HashMap<>();iMap = new HashMap<>();for (V e : list) {Element<V> E = new Element<>(e);eMap.put(e, E);fMap.put(E, E);iMap.put(E, 1);}}Element getHead(Element<V> e) {Stack<Element<V>> stack = new Stack<>();while (e != fMap.get(e)) {stack.add(e);e = fMap.get(e);}while (!stack.empty()) {fMap.put(stack.pop(), e);}return e;}boolean isSame(V a, V b) {if (!(eMap.containsKey(a) && eMap.containsKey(b))) return false;if (getHead(eMap.get(a)) == getHead(eMap.get(b))) return true;return false;}void union(V a, V b) {if (!(eMap.containsKey(a) && eMap.containsKey(b))) return;Element<V> ah = getHead(eMap.get(a));Element<V> bh = getHead(eMap.get(b));if (ah == bh) return;Element<V> s = iMap.get(ah) < iMap.get(bh) ? ah : bh;Element<V> l = s != eMap.get(ah) ? ah : bh;fMap.put(s, l);iMap.put(l, iMap.get(ah) + iMap.get(bh));iMap.remove(s);}
}

并查集相关接口

判断两个元素是否属于同一集合时间复杂度O(1)

boolean isSame(V a, V b)

合并两个元素所在的集合时间复杂度O(1)

void union(V a, V b)

获取元素e的头元素，并使集合所有元素指向头元素

Element getHead(Element<V> e)

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