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📅  最后修改于: 2023-12-03 15:27:34.701000             🧑  作者: Mango

给定图中元素属于不同连通分量的最大对

在一个无向图中,如果两个节点之间没有路径,则称它们属于不同的连通分量。给定一个图,我们要从不同的连通分量中找到属于最大对的两个元素。

解法

要找到不同连通分量的最大对,我们需要遍历整个图来查找所有的连通分量及其大小。然后对于每个连通分量,我们选择其中一个元素作为代表,这个元素对应着该连通分量的大小。然后我们要在这些代表元素中找到两个属于不同连通分量的元素。

我们可以用一个小根堆来维护代表元素,将代表元素按照其所在连通分量大小的逆序排序。然后我们每次从堆中弹出一个元素,并将其与堆中的下一个元素比较。如果它们属于不同的连通分量,则返回它们。否则我们将被弹出的元素从堆中删除,并将下一个元素插入堆中,这样我们就可以继续寻找下一个不同连通分量的元素对。

代码片段

下面是一个 Python 代码片段,用于在给定图中查找不同连通分量的最大对。这份代码使用了并查集来维护连通分量,使用了小根堆来维护代表元素。

from heapq import heappush, heappop
from typing import List, Tuple

class UnionFind:
    def __init__(self, n):
        self.parent = list(range(n))
        self.size = [1] * n

    def find(self, x):
        if self.parent[x] == x:
            return x
        self.parent[x] = self.find(self.parent[x])
        return self.parent[x]

    def unite(self, x, y):
        px, py = self.find(x), self.find(y)
        if px == py:
            return False
        if self.size[px] < self.size[py]:
            px, py = py, px
        self.parent[py] = px
        self.size[px] += self.size[py]
        return True

class Solution:
    def max_pairs(self, n: int, edges: List[Tuple[int, int, int]]) -> Tuple[int, int]:
        uf = UnionFind(n)
        for u, v, w in sorted(edges, key=lambda x: -x[2]):
            uf.unite(u, v)

        max_size = 0
        max_node = -1
        for i in range(n):
            if uf.parent[i] == i and uf.size[i] > max_size:
                max_size = uf.size[i]
                max_node = i

        heap = []
        for i in range(n):
            if uf.find(i) == max_node:
                heappush(heap, (-uf.size[i], i))

        while len(heap) > 1:
            size1, u = heappop(heap)
            size2, v = heap[0]
            if uf.find(u) != uf.find(v):
                return u, v
            heappush(heap, (size2, v))

        return -1, -1

在这段代码中, n 是图中的节点数,edges 是一个元组列表,每个元组表示一条边,包含两个节点和边的权值。函数 max_pairs 返回一个元组,它包含了两个节点的编号,它们属于不同的连通分量,且它们的连通分量大小之和最大。如果找不到这样的元组,则返回 (-1, -1)。