左程云
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51edbb82ef
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29d2c6c747
@ -0,0 +1,69 @@
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package class09_14;
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import java.util.HashMap;
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import java.util.List;
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import java.util.Stack;
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public class Code05_UnionFind {
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public static class Node<V> {
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V value;
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public Node(V v) {
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value = v;
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}
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}
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public static class UnionSet<V> {
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public HashMap<V, Node<V>> nodes;
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public HashMap<Node<V>, Node<V>> parents;
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public HashMap<Node<V>, Integer> sizeMap;
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public UnionSet(List<V> values) {
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nodes = new HashMap<>();
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parents = new HashMap<>();
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sizeMap = new HashMap<>();
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for (V cur : values) {
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Node<V> node = new Node<>(cur);
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nodes.put(cur, node);
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parents.put(node, node);
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sizeMap.put(node, 1);
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}
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}
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public Node<V> findFather(Node<V> cur) {
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Stack<Node<V>> path = new Stack<>();
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while (cur != parents.get(cur)) {
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path.push(cur);
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cur = parents.get(cur);
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}
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while (!path.isEmpty()) {
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parents.put(path.pop(), cur);
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}
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return cur;
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}
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public boolean isSameSet(V a, V b) {
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return findFather(nodes.get(a)) == findFather(nodes.get(b));
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}
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public void union(V a, V b) {
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Node<V> aHead = findFather(nodes.get(a));
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Node<V> bHead = findFather(nodes.get(b));
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if (aHead != bHead) {
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int aSetSize = sizeMap.get(aHead);
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int bSetSize = sizeMap.get(bHead);
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Node<V> big = aSetSize >= bSetSize ? aHead : bHead;
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Node<V> small = big == aHead ? bHead : aHead;
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parents.put(small, big);
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sizeMap.put(big, aSetSize + bSetSize);
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sizeMap.remove(small);
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}
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}
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public int sets() {
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return sizeMap.size();
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}
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}
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}
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@ -0,0 +1,238 @@
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package class09_14;
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import java.util.ArrayList;
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import java.util.List;
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import class09_14.Code05_UnionFind.UnionSet;
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public class Code06_IslandProblem {
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public static int solve1(int[][] board) {
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int islands = 0;
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for (int i = 0; i < board.length; i++) {
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for (int j = 0; j < board[0].length; j++) {
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if (board[i][j] == 1) {
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islands++;
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infect(board, i, j);
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}
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}
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}
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return islands;
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}
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public static void infect(int[][] board, int i, int j) {
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if (i < 0 || i == board.length || j < 0 || j == board[0].length || board[i][j] != 1) {
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return;
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}
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board[i][j] = 2;
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infect(board, i - 1, j);
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infect(board, i + 1, j);
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infect(board, i, j - 1);
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infect(board, i, j + 1);
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}
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public static int solve2(int[][] board) {
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int row = board.length;
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int col = board[0].length;
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Dot[][] dots = new Dot[row][col];
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List<Dot> dotList = new ArrayList<>();
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for (int i = 0; i < row; i++) {
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for (int j = 0; j < col; j++) {
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dots[i][j] = new Dot();
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dotList.add(dots[i][j]);
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}
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}
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UnionSet<Dot> us = new UnionSet<>(dotList);
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for (int j = 1; j < col; j++) {
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if (board[0][j - 1] == 1 && board[0][j] == 1) {
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us.union(dots[0][j - 1], dots[0][j]);
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}
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}
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for (int i = 1; i < row; i++) {
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if (board[i - 1][0] == 1 && board[i][0] == 1) {
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us.union(dots[i - 1][0], dots[i][0]);
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}
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}
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for (int i = 1; i < row; i++) {
|
||||
for (int j = 1; j < col; j++) {
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||||
if (board[i][j] == 1) {
|
||||
if (board[i][j - 1] == 1) {
|
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us.union(dots[i][j - 1], dots[i][j]);
|
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}
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||||
if (board[i - 1][j] == 1) {
|
||||
us.union(dots[i - 1][j], dots[i][j]);
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}
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}
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}
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}
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return us.sets();
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}
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public static class Dot {
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}
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public static int solve3(int[][] board) {
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int row = board.length;
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int col = board[0].length;
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UnionFind uf = new UnionFind(board);
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for (int j = 1; j < col; j++) {
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if (board[0][j - 1] == 1 && board[0][j] == 1) {
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uf.union(0, j - 1, 0, j);
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}
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}
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for (int i = 1; i < row; i++) {
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if (board[i - 1][0] == 1 && board[i][0] == 1) {
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uf.union(i - 1, 0, i, 0);
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}
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}
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||||
for (int i = 1; i < row; i++) {
|
||||
for (int j = 1; j < col; j++) {
|
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if (board[i][j] == 1) {
|
||||
if (board[i][j - 1] == 1) {
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uf.union(i, j - 1, i, j);
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||||
}
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if (board[i - 1][j] == 1) {
|
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uf.union(i - 1, j, i, j);
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}
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}
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}
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}
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return uf.sets();
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}
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public static class UnionFind {
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private int[] parent;
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private int[] size;
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private int[] help;
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private int col;
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private int sets;
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public UnionFind(int[][] board) {
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col = board[0].length;
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sets = 0;
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int row = board.length;
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int len = row * col;
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parent = new int[len];
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size = new int[len];
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help = new int[len];
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for (int r = 0; r < row; r++) {
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for (int c = 0; c < col; c++) {
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if (board[r][c] == 1) {
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int i = index(r, c);
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parent[i] = i;
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size[i] = 1;
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sets++;
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}
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}
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}
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}
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private int index(int r, int c) {
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return r * col + c;
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}
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private int find(int i) {
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int hi = 0;
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while (i != parent[i]) {
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help[hi++] = i;
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i = parent[i];
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}
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for (hi--; hi >= 0; hi--) {
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parent[help[hi]] = i;
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}
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return i;
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}
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public void union(int r1, int c1, int r2, int c2) {
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int i1 = index(r1, c1);
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int i2 = index(r2, c2);
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int f1 = find(i1);
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int f2 = find(i2);
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if (f1 != f2) {
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if (size[f1] >= size[f2]) {
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size[f1] += size[f2];
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parent[f2] = f1;
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} else {
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size[f2] += size[f1];
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||||
parent[f1] = f2;
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}
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sets--;
|
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}
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}
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public int sets() {
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return sets;
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}
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}
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public static int[][] generateRandomMatrix(int row, int col) {
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int[][] board = new int[row][col];
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for (int i = 0; i < row; i++) {
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||||
for (int j = 0; j < col; j++) {
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board[i][j] = Math.random() < 0.5 ? 1 : 0;
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}
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}
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return board;
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}
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public static int[][] copy(int[][] board) {
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int row = board.length;
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int col = board[0].length;
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int[][] ans = new int[row][col];
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||||
for (int i = 0; i < row; i++) {
|
||||
for (int j = 0; j < col; j++) {
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ans[i][j] = board[i][j];
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}
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}
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return ans;
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}
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public static void main(String[] args) {
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int row = 1000;
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int col = 1000;
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int[][] board1 = generateRandomMatrix(row, col);
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int[][] board2 = copy(board1);
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int[][] board3 = copy(board1);
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long start = 0;
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long end = 0;
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start = System.currentTimeMillis();
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System.out.println(solve1(board1));
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end = System.currentTimeMillis();
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System.out.println((end - start) + " ms");
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System.out.println("===================");
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start = System.currentTimeMillis();
|
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System.out.println(solve2(board2));
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end = System.currentTimeMillis();
|
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System.out.println((end - start) + " ms");
|
||||
System.out.println("===================");
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||||
start = System.currentTimeMillis();
|
||||
System.out.println(solve3(board3));
|
||||
end = System.currentTimeMillis();
|
||||
System.out.println((end - start) + " ms");
|
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System.out.println("===================");
|
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row = 10000;
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col = 10000;
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board1 = generateRandomMatrix(row, col);
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board3 = copy(board1);
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||||
start = System.currentTimeMillis();
|
||||
System.out.println(solve1(board1));
|
||||
end = System.currentTimeMillis();
|
||||
System.out.println((end - start) + " ms");
|
||||
System.out.println("===================");
|
||||
|
||||
start = System.currentTimeMillis();
|
||||
System.out.println(solve3(board3));
|
||||
end = System.currentTimeMillis();
|
||||
System.out.println((end - start) + " ms");
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||||
System.out.println("===================");
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}
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}
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