並查集是一種高效率的資料結構,用於管理和尋找物件之間的連結關係,支援建立集合、尋找集合代表節點和合併集合等操作。並查集可在網路中用於確定哪些計算機可以相互通信,步驟如下:創建並查集,將每個計算機作為單獨集合;模擬計算機連接,使用並查集的Union 操作合併連接計算機的集合;對於每個計算機,使用Find-Set 操作返回集合代表節點;如果兩個計算機的代表節點相同,則它們屬於同一個集合,可以相互通訊。
PHP 資料結構:並查集的演算法之旅,探索集合間的連通性
##前言在電腦科學領域,並查集是一種高效的資料結構,用於管理和尋找物件之間的連結關係。本文將深入探討並查集的演算法,並透過實戰案例來說明其應用。 並查集基本概念並查集(Disjoint Set Union)是一種樹狀圖的陣列結構,其中每個節點代表一個集合。此結構支援以下操作:初始化並查集:
class DisjointSetUnion { private $parents = []; public function __construct($numElements) { for ($i = 0; $i < $numElements; $i++) { $this->parents[$i] = $i; } } }
#尋找代表節點:
public function find($x) { if ($x != $this->parents[$x]) { $this->parents[$x] = $this->find($this->parents[$x]); } return $this->parents[$x]; }
合併集合:
public function union($x, $y) { $xRoot = $this->find($x); $yRoot = $this->find($y); $this->parents[$yRoot] = $xRoot; }實戰案例:網路中的連結性假設我們有一個由N 個電腦組成的網絡,並且每個電腦都可以直接連接到其他一些電腦。我們想確定哪些計算機可以相互通信,即它們屬於同一個集合。 我們可以使用並查集來解決這個問題:
$numComputers = 10; $dsu = new DisjointSetUnion($numComputers); // 模拟计算机连接 $connections = [ [1, 3], [2, 5], [3, 6], [5, 7], [7, 8], ]; foreach ($connections as $connection) { $dsu->union($connection[0], $connection[1]); } // 检查计算机 1 和 8 是否可以通信 $root1 = $dsu->find(1); $root8 = $dsu->find(8); if ($root1 == $root8) { echo "Computer 1 and Computer 8 can communicate."; } else { echo "Computer 1 and Computer 8 cannot communicate."; }
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