代码实现:

package com.qiusongde;

import edu.princeton.cs.algs4.StdIn;
import edu.princeton.cs.algs4.StdOut; public class UFWeightedQuickUnion { private int[] id;//parent link(site indexed)
private int[] treesize;//size of component for roots(site indexed)
private int count;//number of components private static int totalcost = 0;//for the test of array access public UFWeightedQuickUnion(int N) { count = N; id = new int[N];
for(int i = 0; i < N; i++)
id[i] = i; treesize = new int[N];
for(int i = 0; i < N; i++)
treesize[i] = 1; } public int count() {
return count;
} public boolean connected(int p, int q) {
return find(p) == find(q);
} public int find(int p) { while(p != id[p]) {
p = id[p];
totalcost += 2;
}
totalcost++; return p; } public void union(int p, int q) { int pRoot = find(p);
int qRoot = find(q); if(pRoot == qRoot)
return; //make smaller root point to larger one
if(treesize[pRoot] < treesize[qRoot]) {
id[pRoot] = qRoot;
treesize[qRoot] += treesize[pRoot];
totalcost += 5;
} else {
id[qRoot] = pRoot;
treesize[pRoot] += treesize[qRoot];
totalcost += 5;
} count--; } @Override
public String toString() {
String s = ""; for(int i = 0; i < id.length; i++) {
s += id[i] + " ";
}
s += "\n"; for(int i = 0; i < treesize.length; i++) {
s += treesize[i] + " ";
}
s += "\n" + count + " components"; return s;
} public static void main(String[] args) { //initialize N components
int N = StdIn.readInt();
UFWeightedQuickUnion uf = new UFWeightedQuickUnion(N);
StdOut.println(uf);
StdOut.println(); while(!StdIn.isEmpty()) { int p = StdIn.readInt();
int q = StdIn.readInt(); if(uf.connected(p, q)) {//ignore if connected
StdOut.println(p + " " + q + " is connected");
StdOut.println("totalcost: " + totalcost);
StdOut.println();
continue;
} uf.union(p, q);//connect p and q
StdOut.println(p + " " + q);
StdOut.println(uf);
StdOut.println("totalcost: " + totalcost);
StdOut.println();
} } }

reference input:

10
4 3
3 8
6 5
9 4
2 1
8 9
5 0
7 2
6 1
1 0
6 7

结果:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
10 components 4 3
0 1 2 4 4 5 6 7 8 9
1 1 1 1 2 1 1 1 1 1
9 components
totalcost: 9 3 8
0 1 2 4 4 5 6 7 4 9
1 1 1 1 3 1 1 1 1 1
8 components
totalcost: 22 6 5
0 1 2 4 4 6 6 7 4 9
1 1 1 1 3 1 2 1 1 1
7 components
totalcost: 31 9 4
0 1 2 4 4 6 6 7 4 4
1 1 1 1 4 1 2 1 1 1
6 components
totalcost: 40 2 1
0 2 2 4 4 6 6 7 4 4
1 1 2 1 4 1 2 1 1 1
5 components
totalcost: 49 8 9 is connected
totalcost: 55 5 0
6 2 2 4 4 6 6 7 4 4
1 1 2 1 4 1 3 1 1 1
4 components
totalcost: 68 7 2
6 2 2 4 4 6 6 2 4 4
1 1 3 1 4 1 3 1 1 1
3 components
totalcost: 77 6 1
6 2 6 4 4 6 6 2 4 4
1 1 3 1 4 1 6 1 1 1
2 components
totalcost: 90 1 0 is connected
totalcost: 98 6 7 is connected
totalcost: 104

worst-case input:

8
0 1
2 3
4 5
6 7
0 2
4 6
0 4

结果:

0 1 2 3 4 5 6 7
1 1 1 1 1 1 1 1
8 components 0 1
0 0 2 3 4 5 6 7
2 1 1 1 1 1 1 1
7 components
totalcost: 9 2 3
0 0 2 2 4 5 6 7
2 1 2 1 1 1 1 1
6 components
totalcost: 18 4 5
0 0 2 2 4 4 6 7
2 1 2 1 2 1 1 1
5 components
totalcost: 27 6 7
0 0 2 2 4 4 6 6
2 1 2 1 2 1 2 1
4 components
totalcost: 36 0 2
0 0 0 2 4 4 6 6
4 1 2 1 2 1 2 1
3 components
totalcost: 45 4 6
0 0 0 2 4 4 4 6
4 1 2 1 4 1 2 1
2 components
totalcost: 54 0 4
0 0 0 2 0 4 4 6
8 1 2 1 4 1 2 1
1 components
totalcost: 63

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