演算法導論習題解 第21章用於不相交集合的資料結構

2021-06-22 23:53:13 字數 502 閱讀 6664

習題編號以第3版為準

解:(a) 根據第7行和第9行,檢查pair總是在其中乙個節點被加黑的時候進行。對於,會在v1被加黑的時候檢查一次,在v2被加黑的時候檢查一次,對於先加黑的節點而言此時另乙個節點尚未加黑,故第10行只會輸出一次。

(b) 對於節點u,lca(u)執行完畢時,以u為根的子樹都在同乙個集合裡,而且全部被加黑,且u是最後乙個被加黑的。從u的父親來看,lca(u)一旦執行完,u所在的集合會與u.p所在的集合合併。另外由於遞迴的性質,只有當u的所有後代v都完成lca(v)之後,lca(u)才會返回。現在考慮對於節點u,剛剛進入lca(u)還未make-set(u)時的遞迴棧,此時從root到u的路徑上的每乙個節點x,lca(x)都尚未返回,每個x都未與父親合併,所以每個x都在乙個不同的集合裡,另外x的每個已完成的孩子都已經與x合併,故不相交集合的個數為u的深度。

(c) 假設v先加黑,那麼在執行lca(u)的時候,u的每個祖先都代表了乙個不相交集合,v一定和u的某個祖先在同乙個集合裡,易知這個祖先就是u和v的最小公共祖先。

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