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  • 数据结构:可持久化并查集

    在基础并查集上改良,让并查集支持回滚到历史版本

    这里介绍一下普通并查集的两种优化,一个是路径压缩,一个是按秩合并(启发式合并)

    路径压缩是在find上动手脚,让查询经过的点都直接与根相连,这样下次再查的时候复杂度就可以是O(1)

    按秩合并是在union上动手脚,合并时让小集合拼接到较大集合上面,集合的大小用deep来衡量,这样就可以近似得到O(logn)的复杂度

    在实现可持久化的时候,加上路径压缩会慢,只需要用按秩合并优化就好了

    但是对于普通并查集来说,路径压缩就已经相当快了

    其实并查集就是一个fa数组,那么可持久化并查集就是让这个数组更高级一些就可以了

    多高级呢?支持单点修改和历史版本查询的数组

    具体的做法是开一个可持久化线段树(可持久化线段树的思想在主席树里有介绍)

    这棵线段树的非叶子节点i只负责维护lson和rson,不维护除此之外的任何信息

    它的作用是方便我们在修改的时候快速地将[Li,Ri]这一段O(1)地指向它的历史版本

    使用启发式合并

    这样找一个节点所在集合的根,就需要查询log(n)次线段树

    而每一次时间都是log(n),故时间为O(m*log^2(n)),空间为m*log(n)

     1 #include<cstdio>
     2 #include<algorithm>
     3 using namespace std;
     4 const int maxn=200005;
     5 const int maxm=200005;
     6 int n,m,sz,last;
     7 int root[maxm],lch[10000005],rch[10000005],v[10000005],deep[10000005];
     8 inline int read()
     9 {
    10     int x=0;char ch=getchar();
    11     while(ch>'9'||ch<'0') ch=getchar();
    12     while(ch>='0'&&ch<='9') {x=x*10+ch-'0';ch=getchar();}
    13     return x;
    14 }
    15 void build(int &k,int l,int r)
    16 {
    17     if(k==0) k=++sz;
    18     if(l==r) {v[k]=l;return;}
    19     int mid=(l+r)>>1;
    20     build(lch[k],l,mid);
    21     build(rch[k],mid+1,r);
    22 }
    23 void modify(int l,int r,int x,int &y,int pos,int val)
    24 {
    25     y=++sz;
    26     if(l==r) {v[y]=val;deep[y]=deep[x];return;}
    27     lch[y]=lch[x];rch[y]=rch[x];
    28     int mid=(l+r)>>1;
    29     if(pos<=mid)
    30         modify(l,mid,lch[x],lch[y],pos,val);
    31     else modify(mid+1,r,rch[x],rch[y],pos,val);
    32 }
    33 int query(int k,int l,int r,int pos)
    34 {
    35     if(l==r) return k;
    36     int mid=(l+r)>>1;
    37     if(pos<=mid) return query(lch[k],l,mid,pos);
    38     else return query(rch[k],mid+1,r,pos);
    39 }
    40 void add(int k,int l,int r,int pos)
    41 {
    42     if(l==r) {deep[k]++;return;}
    43     int mid=(l+r)>>1;
    44     if(pos<=mid) add(lch[k],l,mid,pos);
    45     else add(rch[k],mid+1,r,pos);
    46 }
    47 int find(int k,int x)
    48 {
    49     int p=query(k,1,n,x);
    50     if(x==v[p]) return p;
    51     return find(k,v[p]);
    52 }
    53 int main()
    54 {
    55     n=read();m=read();
    56     build(root[0],1,n);
    57     int f,k,a,b;
    58     for(int i=1;i<=m;i++)
    59     {
    60         f=read();
    61         if(f==1)
    62         {
    63             root[i]=root[i-1];
    64             a=read();b=read();a=a^last;b=b^last;
    65             int p=find(root[i],a),q=find(root[i],b);
    66             if(v[p]==v[q]) continue;
    67             if(deep[p]>deep[q]) swap(p,q);
    68             modify(1,n,root[i-1],root[i],v[p],v[q]);
    69             if(deep[p]==deep[q]) add(root[i],1,n,v[q]);
    70         }
    71         if(f==2)
    72         {
    73             k=read();k=k^last;root[i]=root[k];
    74         }
    75         if(f==3)
    76         {
    77             root[i]=root[i-1];
    78             a=read();b=read();a=a^last;b=b^last;
    79             int p=find(root[i],a),q=find(root[i],b);
    80             if(v[p]==v[q]) last=1;
    81             else last=0;
    82             printf("%d
    ",last);
    83         }
    84     }
    85 }

    仔细观察主席树和带修主席树的代码,可以发现有的地方是一致的

    这里的add是改秩

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