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本节介绍了高速综合优化算法。
重量的概念,每次操作的时候将重量小的部件挂在重量大的部件之下。
这样就避免了树形结构太高的问题。
下图展示了优化前后的树形结构深度的对照。
能够证明每一个节点的深度最大为lgN。
由于每次合并的时候较小的部件要放在较大的部件之下,所以假设要添加树的高度。每次合并之后,树的大小至少要翻一番。
而N个节点最多仅仅能翻lgN番。
这样的算法中合并操作最坏的复杂度为lgN,查询操作最坏情况的复杂度为lgN。
尽管眼下的算法已经可以保证复杂度在lgN下面。可是还有更好的方法。
基本想法就是在查找根节点时,将路径上的全部节点进行路径压缩。仅仅须要一行额外的代码。
使用路径压缩之后查询操作的复杂度是lg*N。lg*是第二种函数,表示的是lgN几次才干达到1。比方lg*16,须要三次lg,lg16=4,lg4=2,lg2=1,所以lg*16=3。
理论上来说查询操作的复杂度不是1,可是实际应用中,这样的算法的复杂度就是1。
尽管现代的超级计算机速度非常快,可是好的算法能节省很多其它的时间。第一种高速查找算法解决一个问题须要30年时间,而如今有了更好的算法。解决相同的问题仅仅须要6秒。
所以,不要期望以后计算机速度快了算法就不须要了。算法是计算机的基础。它永远不会过时。
public
class
UnionFind
{
private
int
[]
id;
private
int
[]
size;
public
UnionFind(
int
n)
{
id
=
new
int
[n];
size
=
new
int
[n];
for
(
int
i
=
0
;
i < n; i++) {
id[i]
= i;
size[i]
=
1
;
}
}
public
void
union(
int
a,
int
b)
{
int
root_a
= root(a);
int
root_b
= root(b);
if
(root_a
== root_b) {
return
;
}
//
为了保持树的平衡
if
(size[root_a]
< size[root_b]) {
id[root_a]
= id[root_b];
size[root_b]
+= size[root_a];
}
else
{
id[root_b]
= id[root_a];
size[root_a]
+= size[root_b];
}
}
public
boolean
connected(
int
a,
int
b)
{
return
root(a)
== root(b);
}
public
int
root(
int
x)
{
while
(x
!= id[x]) {
id[x]
= id[id[x]];
//
路径压缩
x
= id[x];
}
return
x;
}
}
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普林斯顿大学公开课 算法1-10:并检查集合-高速整合方法优化
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原文地址:http://www.cnblogs.com/gcczhongduan/p/4844973.html