25.4.30数据结构|并查集路径压缩

news2025/7/17 22:54:37

书接上回

上一节：数据结构|并查集

前言

（一）理论理解：

1、在QuickUnion快速合并的过程中，每次都要找根ID，而路径压缩让找根ID变得更加迅速直接。

2、路径压缩 针对的是findRootIndex()【查找根ID】进行的压缩。

3、需要实现的是：

在找根节点的过程中，记录这条路径上的所有信息，处理完事务后，恢复保存的节点信息，恢复父节点的关系

（二）使用宏定义

（没搞明白vscode怎么才能用下边的宏代换）

#ifndef、#else 和 #endif 是 C、C++ 等编程语言中的预处理指令，主要用于条件编译。

#ifndef：这是 "if not defined" 的缩写，其作用是检查某个宏是否未被定义。要是该宏未定义，就会执行 #ifndef 和 #else（若存在）或者 #endif 之间的代码；反之，则跳过这些代码。
#else：当 #ifndef 条件不满足时，也就是宏已经被定义，就会执行 #else 和 #endif 之间的代码。
#endif：用于标志条件编译块的结束，和 #ifndef 配对使用。

一、路径压缩 --链栈

（一）理解：

链栈（只需要维护栈顶指针），而链式队列（需要维护队头队尾），所以用链栈更好

对查找根ID函数进行操作：对于每一个节点，把他的索引放到栈里，记录了先后顺序

（二）代码：


/**************使用链栈实现路径压缩*******************/

//定义链栈结构
typedef struct setNode{
    int index;
    struct setNode*next ;
}setNode;
//入栈
static setNode *push(setNode *stack, int index){
    setNode *node = malloc(sizeof(setNode));
    node->index = index;
    node->next = stack;
    return node;
}
//出栈
static setNode *pop(setNode *stack, int *index){
    setNode *tmp = stack->next;
    *index = stack->index;
    stack=stack->next;
    free(tmp);
    return stack;  
}

//找元素a的根ID
static int findrootindex(const QuickUnionSet * setQU,Element a){
    int curIndex = findIndex(setQU,a);
    if(curIndex == -1){
        return -1;
    }
    //栈顶指针
    setNode*path=NULL;
    //找根ID，(节点的父节点指向自己时找到根结点)等价于quickfind中的groupid
    while(setQU->parentID[curIndex] !=curIndex){
        path = push(path, curIndex);//入栈，传入栈顶指针，记录索引，指针移动
        curIndex = setQU->parentID[curIndex];
    }
    //找到了根ID，恢复记录的信息，把这些节点的父节点关系进行更新
    while(path){
        int pos;
        path = pop(path,&pos);
        setQU->parentID[pos] = curIndex;
    }
    return curIndex;
}