并查集:银河英雄传说 (来自2002年NOI全国竞赛)

这是一道明显的并查集,也是我做的第一道并查集

我就是通过这道题学习并查集的。

这道题来自 2002年NOI全国竞赛 下面是题目链接CODE[VS](●—●) |1540 银河英雄传说 | CODEVS, 算法爱好者社区

题目描述Description

公元五八○一年,地球居民迁移至金牛座α第二行星,在那里发表银河联邦创立宣言,同年改元为宇宙历元年,并  开始向银河系深处拓展。

宇宙历七九九年,银河系的两大军事集团在巴米利恩星域爆发战争。泰山压顶集团派宇宙舰队司令莱因哈特率领十万余艘战舰出征,气吞山河集团点名将杨威利组织麾下三万艘战舰迎敌。

杨威利擅长排兵布阵,巧妙运用各种战术屡次以少胜多,难免恣生骄气。在这次决战中,他将巴米利恩星域战场划分成30000列,每列依次编号为1, 2, …, 30000。之后,他把自己的战舰也依次编号为1, 2, …, 30000,让第i号战舰处于第i列(i = 1, 2, …, 30000),形成“一字长蛇阵”,诱敌深入。这是初始阵形。当进犯之敌到达时,杨威利会多次发布合并指令,将大部分战舰集中在某几列上,实施密集攻击。合并指令为M i j,含义为让第i号战舰所在的整个战舰队列,作为一个整体(头在前尾在后)接至第j号战舰所在的战舰队列的尾部。显然战舰队列是由处于同一列的一个或多个战舰组成的。合并指令的执行结果会使队列增大。

然而,老谋深算的莱因哈特早已在战略上取得了主动。在交战中,他可以通过庞大的情报网络随时监听杨威利的舰队调动指令。

在杨威利发布指令调动舰队的同时,莱因哈特为了及时了解当前杨威利的战舰分布情况,也会发出一些询问指令:C i j。该指令意思是,询问电脑,杨威利的第i号战舰与第j号战舰当前是否在同一列中,如果在同一列中,那么它们之间布置有多少战舰。

作为一个资深的高级程序设计员,你被要求编写程序分析杨威利的指令,以及回答莱因哈特的询问。

最终的决战已经展开,银河的历史又翻过了一页……

输入描述Input Description

输入文件galaxy.in的第一行有一个整数T(1<=T<=500,000),表示总共有T条指令。

以下有T行,每行有一条指令。指令有两种格式:

1.        M  i  j:i和j是两个整数(1<=i , j<=30000),表示指令涉及的战舰编号。该指令是莱因哈特窃听到的杨威利发布的舰队调动指令,并且保证第i号战舰与第j号战舰不在同一列。

2.        C  i  j:i和j是两个整数(1<=i , j<=30000),表示指令涉及的战舰编号。该指令是莱因哈特发布的询问指令。

输出描述Output Description

输出文件为galaxy.out。你的程序应当依次对输入的每一条指令进行分析和处理:

如果是杨威利发布的舰队调动指令,则表示舰队排列发生了变化,你的程序要注意到这一点,但是不要输出任何信息;

如果是莱因哈特发布的询问指令,你的程序要输出一行,仅包含一个整数,表示在同一列上,第i号战舰与第j号战舰之间布置的战舰数目。如果第i号战舰与第j号战舰当前不在同一列上,则输出-1。

样例输入Sample Input

4

M 2 3

C 1 2

M 2 4

C 4 2

样例输出Sample Output

-1

1

做法:

最开始,30000艘战舰各自在一个集合中,他们的father就是自己(father[i]=i)。

before[i]表示第i艘战舰前面有多少战舰。

count[i]表示第i艘战舰的队伍里有多少战舰。

遇到M(i,j)操作,就把第i艘战舰的father指向j(father[i]:=j)。before[i]、count[j]做相应的改变。

遇到C(i,j)操作,就先用getfather函数找出i、j各自的队头,顺便也能刷新i、j各自的before(因为M操作中只能修改队头战舰和曾经作为队头的战舰的before和count),然后同队的话就用后面的战舰的before减去前面战舰的before,记住还要-1(求的是两战舰之间的啊)

上代码

VAR ch:char;

i,a,b,t:longint;

father,before,count:array[0..100000]of longint;

function getfather(v:longint):longint;

VAR f:longint;

begin

if father[v]=v then

begin

getfather:=v;

end

else

begin

f:=getfather(father[v]);

before[v]:=before[v]+before[father[v]];

father[v]:=f;

getfather:=father[v];

end;

end;

procedure merge(x,y:longint);

VAR i,j:longint;

begin

i:=getfather(x);

j:=getfather(y);

father[i]:=j;

before[i]:=before[i]+count[j];

count[j]:=count[j]+count[i];

end;

function ask(x,y:longint):longint;

VAR i,j:longint;

begin

i:=getfather(x);

j:=getfather(y);

if i=j then

begin

ask:=abs(before[x]-before[y])-1;

end

else

begin

ask:=-1;

end;

end;

begin

for i:=1 to 30000 do

begin

father[i]:=i;

count[i]:=1;

end;

readln(t);

for i:=1 to t do

begin

read(ch);

readln(a,b);

if ch='M' then

begin

merge(a,b);

end;

if ch='C' then

begin

writeln(ask(a,b));

end;

end;

end.


M(1,3)操作

然而没更改,肿末办?

没关系。

当我们进行C(2,4)操作时:


C(2,4)操作

count[1]、count[2]、count[4]怎么办?

万一后面要加战舰肿末办?

当我们进行M(5,1)操作时


M(5,1)操作

不是队头(根节点)的战舰,他的count不用更新,因为在C操作中,根本用不到count,在M操作中,战舰会直接连到队头,而不是非队头战舰(对应代码:j:=getfather(y);),一切数据更新都不与非队头战舰相关。

//如果还不理解的话,可以再纸上模拟计算机运算过程

好啦,这道题就到这里辣~

SA YOU NA LA~

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