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[数据结构与算法]10月10日总结博客

知识点总结

打印子集

关键点:利用二进制来表示集合内元素。

二进制在这里插入图片描述
(二进制与n=3时子集的对应关系)
代码实现:

for(int i=1;i<(1<<n);i++)
    {
        for(int j=0;j<n;j++)
        {
            if(i&(1<<j))
                cout<<j<<" ";
        }
        cout<<endl;
    }

既然要用二进制来表示这组子集,那么就要运用"<<","&“等二进制运算符号,”<<"的目的在于将数据从十进制转换为二进制,同时用到了数学上子集个数的知识点,即大小为n的集合的子集个数为2的n次方,因为不需要打印空集,所以会输出2的n次方-1个子集。所以i遍历的范围为1到(1<<n)-1,在第二层循环中<<的作用则是用二进制来表示子集,每一次的循环都输出一个元素,从i的最低位开始逐个检查每一位,如果这一位是1,则打印出来。
这个打印子集是一个非常有趣的例子,因为我在面对这个问题的时候想的是如何遍历所有子集,一开始尝试通过多个循环实现,但是总有一些漏掉的部分,代码的运行时间也很长,在我看来这个方法的根本思想在于模型的替换,把子集的问题转换到了二进制上,两者在数学上都具有着共同的性质,由这一点出发,找出了他们之间一一对应的关系。

并查集

关键点:类似于集合的概念,但是实现上又类似于链表,通过当前数组内的值作为下一个数组的下标。

void init_set()
{
    for(int i=1;i<=maxn;i++)
    {
        s[i]=i;
    }
}
int find_set(int x)
{
    return x==s[x]?x:find_set(s[x]);
}

首先是初始化并查集,这要在数组的基础上进行调整,数组的下标不动的基础上,对该数组内的元素进行操作,让数组内的元素指向与该元素并在一起的数组下标,与逆序链表类似,但是不是用指针实现。并查集给我的感觉类似树状结构,但是是倒序的树,对于这种结构,一般是与判断集合的个数有关,所以就需要第二个函数,即查找函数,这个函数的作用很简单,就是判断当前数组下标是否与数组内元素一致,如果不一致,那么就查询数组内元素,直到一致为止,最后返回一致时的数组下标(或元素),此时,这就是一个集,也可以说是要找的树根。

void union_set(int x,int y)
{
    x=find_set(x);
    y=find_set(y);
    if(x!=y)
        s[x]=s[y];
}

这是并查集中合并时用到的函数,即先找到各个元素的集,然后将一方并入另一方,这个时候要考虑一下代码的复杂度,所以可以另外开辟一个长度数组,来记录该集的长度,这样始终把长度小的数组并入长度大的数组下,这样树的长度可以尽可能的小。
在查询的时候也可以做到优化,这个优化是针对多次查找的时候需要的

int find_set(int x)
{
    if(x!=s[x])
        s[x]=find_set(s[x]);
    return x;
}

这个优化是在一次查找根节点的过程中,一边查找,一边将每个集更改为根节点,这样的优化在之后会让查找和合并的操作用时变为O(1),大大降低了复杂度。(poj 1182食物链)

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加:2021-10-11 17:45:19  更:2021-10-11 17:47:15 
 
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