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Objective-C 实现 Disjoint Set(并查集)算法
并查集是一种高效的数据结构,用于管理不相交集合(Disjoint Sets),广泛应用于图论、网络连接等领域。以下是 Objective-C 实现并查集算法的示例,帮助开发者理解并查集的核心逻辑。
代码示例:
#import@interface DisjointSet : NSObject@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *parent;@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *rank;@end@implementation DisjointSet- (id)initWithParent:(NSMutableArray *)parent andRank:(NSMutableArray *)rank { self = [super init]; self.parent = [parent copy]; self.rank = [rank copy]; return self;}- (void)makeSetWithParent:(id)parent { [self.parent addObject:parent]; [self.rank addObject:0];}- (id)find:(id)x { if (!x) return nil; if (![self.parent objectAtIndex:x]) { return nil; } if ([self.rank objectAtIndex:x] == 1) { return x; } int index = [self.parent indexOfObject:x]; id root = [self.find([self.parent objectAtIndex:index])]; if ([self.rank objectAtIndex:index] == 1) { [self.parent replaceObjectAtIndex:index withValue:root]; [self.rank replaceObjectAtIndex:index withValue:1]; } else { [self.parent replaceObjectAtIndex:index withValue:root]; [self.rank replaceObjectAtIndex:index withValue:[self.rank objectAtIndex:index] + 1]; } return root;}- (void)union:(id)x and:(id)y { id xRoot = [self find:x]; id yRoot = [self find:y]; if (xRoot == yRoot) { return; } if ([self.rank objectAtIndex:xRoot] < [self.rank objectAtIndex:yRoot]) { xRoot = yRoot; yRoot = xRoot; } [self.parent replaceObjectAtIndex:yRoot withObject:xRoot]; [self.rank replaceObjectAtIndex:yRoot withValue:[self.rank objectAtIndex:xRoot] + 1];}
代码解释:
类定义:DisjointSet 类继承自 NSObject,包含 parent 和 rank 数组来记录每个节点的父节点和树的秩。
初始化方法:initWithParent:andRank: 初始化类,复制传入的父节点和树的秩数组。
创建集合:makeSetWithParent: 创建一个新的集合,添加指定的父节点,并初始化其树的秩为 0。
查找方法:find: 查找节点的根节点。如果找到本节点,直接返回;否则,递归查找父节点,直到找到根节点。
路径压缩:在查找过程中,将路径上的节点直接指向根节点,减少后续查找的时间。
合并方法:union:x and:y 合并两个集合。如果两个集合的根节点相同,直接返回;否则,比较两个根节点的秩,合并较小的树到较大的树下,更新父节点和秩数组。
通过上述代码,可以轻松实现并查集算法的基本功能,适用于处理大规模数据的合并和查询问题。
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