323. Number of Connected Components in an Undirected Graph

Given n nodes labeled from 0 to n - 1 and a list of undirected edges (each edge is a pair of nodes), write a function to find the number of connected components in an undirected graph.
Example 1:

     0          3
     |          |
     1 --- 2    4
Given n = 5 and edges = [[0, 1], [1, 2], [3, 4]], return 2.

Example 2:

     0           4
     |           |
     1 --- 2 --- 3
Given n = 5 and edges = [[0, 1], [1, 2], [2, 3], [3, 4]], return 1.

Note:
You can assume that no duplicate edges will appear in edges. Since all edges are undirected, [0, 1] is the same as [1, 0] and thus will not appear together in edges.

类似200 Number of Islands: http://www.jianshu.com/p/f834dbd46dd3

Solution1:Union Find

思路: Typical union find
1_a: routine
1_b: short version
Time Complexity: O(ElogV) ? Space Complexity: O(V)

Solution2:DFS (recursive)

思路: dfs visit,跳过已经visit的,记录遍历中visit的次数作为结果
Time Complexity: O(E+V) Space Complexity: O(E+V)

Solution3:DFS (stack)

思路: dfs visit,跳过已经visit的,记录遍历中visit的次数作为结果,思路同2,stack实现。
Time Complexity: O(E+V) Space Complexity: O(E+V)

Solution4:BFS (queue)

思路: dfs visit,跳过已经visit的,记录遍历中visit的次数作为结果,思路同。
实现同3,将stack改为queue即可。
Time Complexity: O(E+V) Space Complexity: O(E+V)

Solution1a Code:

class Solution {
    
    class UF {
        private int[] id;  
        private int[] sz;  // for an id, the number of elements in that id
        private int count; // number of sort of id

        public UF(int n) {
            
            this.id = new int[n];
            this.sz = new int[n];
            this.count = 0;
            
            // init
            for (int i = 0; i < n; i++) {
                this.id[i] = i;
                this.sz[i] = 1;
                this.count++;
            }
        }

        public void union(int p, int q) {
            int p_root = find(p), q_root = find(q);
            // weighted quick union
            ///*
            if(p_root == q_root) return;
            if (sz[p_root] < sz[q_root]) { 
                id[p_root] = q_root; sz[q_root] += sz[p_root];
            } else {
                id[q_root] = p_root; sz[p_root] += sz[q_root];
            }
            --count;
            //*/
            
            // regular
            /*
            if(p_root == q_root) return;
            id[p_root] = q_root;
            --count;
            */
        }

        public int find(int i) { // path compression
            for (;i != id[i]; i = id[i])
                id[i] = id[id[i]]; 
            return i;
        }

        public boolean connected(int p, int q) {
            int p_root = find(p);
            int q_root = find(q);
            if(p_root != q_root) return false;
            else return true;
        }

        public int count() { 
            return this.count; 
        }
        
    }
    
    public int countComponents(int n, int[][] edges) {
        UF uf = new UF(n); 

        for(int[] e : edges) {
            int root1 = uf.find(e[0]);
            int root2 = uf.find(e[1]);
            if(root1 != root2) {      
                uf.union(root1, root2);
            }
        }
        return uf.count();
    }

}
class Solution {
    
    public int countComponents(int n, int[][] edges) {
        int[] roots = new int[n];
        for(int i = 0; i < n; i++) roots[i] = i; 

        for(int[] e : edges) {
            int root1 = find(roots, e[0]);
            int root2 = find(roots, e[1]);
            if(root1 != root2) {      
                roots[root1] = root2;  // union
                n--;
            }
        }
        return n;
    }

    public int find(int[] roots, int id) {
        while(roots[id] != id) {
            roots[id] = roots[roots[id]];  // optional: path compression
            id = roots[id];
        }
        return id;
    }

}

Solution1b Code:

class Solution {
    public int countComponents(int n, int[][] edges) {
        int[] roots = new int[n];
        for(int i = 0; i < n; i++) roots[i] = i; 

        for(int[] e : edges) {
            int root1 = find(roots, e[0]);
            int root2 = find(roots, e[1]);
            if(root1 != root2) {      
                roots[root1] = root2;  // union
                n--;
            }
        }
        return n;
    }

    public int find(int[] roots, int id) {
        while(roots[id] != id) {
            roots[id] = roots[roots[id]];  // optional: path compression
            id = roots[id];
        }
        return id;
    }

}

Solution2 Code:

public class Solution {
    
    public int countComponents(int n, int[][] edges) {
        if (n <= 1) {
            return n;
        }
        
        // graph = adj_list init
        List<List<Integer>> graph = new ArrayList<List<Integer>>();
        for(int i = 0; i < n; i++) {
            graph.add(new ArrayList<Integer>()); // LinkedList is also OK
        }

        // graph(adj_list) build
        // i -> j node pairs
        for (int i = 0; i < edges.length; i++) {
            int pre = edges[i][0];
            int post = edges[i][1];
            graph.get(pre).add(post); 
            graph.get(post).add(pre);
        }
        
        boolean visited[] = new boolean[n];
        int count = 0;
        for(int i = 0; i < n; i++) {
            if(!visited[i]) {
                dfs(graph, i, visited);
                count++;
            }
        }
        
        return count;
    }
    
    private void dfs(List<List<Integer>> graph, int start, boolean[] visited) {
        visited[start] = true;
        for (int des : graph.get(start)) {
            if(!visited[des]) {
                dfs(graph, des, visited);
            }
        }
    }
}

Solution3 Code:

public class Solution {
    
    public int countComponents(int n, int[][] edges) {
        if (n <= 1) {
            return n;
        }
        
        // graph = adj_list init
        List<List<Integer>> graph = new ArrayList<List<Integer>>();
        for(int i = 0; i < n; i++) {
            graph.add(new ArrayList<Integer>()); // LinkedList is also OK
        }

        // graph(adj_list) build
        // i -> j node pairs
        for (int i = 0; i < edges.length; i++) {
            int pre = edges[i][0];
            int post = edges[i][1];
            graph.get(pre).add(post); 
            graph.get(post).add(pre);
        }
        
        boolean visited[] = new boolean[n];
        int count = 0;
        for(int i = 0; i < n; i++) {
            if(!visited[i]) {
                dfs(graph, i, visited);
                count++;
            }
        }
        
        return count;
    }
    
    private void dfs(List<List<Integer>> graph, int start, boolean[] visited) {
        Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<Integer>();
        
        stack.push(start);
        visited[start] = true;
        
        while(!stack.isEmpty())  
        {
            int from = stack.pop();
            for(int des : graph.get(from)) {
                if(visited[des]) continue;
                stack.push(des);
                visited[des] = true;
            }
        }
    }
}

Solution4 Code:

public class Solution {
    
    public int countComponents(int n, int[][] edges) {
        if (n <= 1) {
            return n;
        }
        
        // graph = adj_list init
        List<List<Integer>> graph = new ArrayList<List<Integer>>();
        for(int i = 0; i < n; i++) {
            graph.add(new ArrayList<Integer>()); // LinkedList is also OK
        }

        // graph(adj_list) build
        // i -> j node pairs
        for (int i = 0; i < edges.length; i++) {
            int pre = edges[i][0];
            int post = edges[i][1];
            graph.get(pre).add(post); 
            graph.get(post).add(pre);
        }
        
        boolean visited[] = new boolean[n];
        int count = 0;
        for(int i = 0; i < n; i++) {
            if(!visited[i]) {
                dfs(graph, i, visited);
                count++;
            }
        }
        
        return count;
    }
    
    private void dfs(List<List<Integer>> graph, int start, boolean[] visited) {
        Queue<Integer> queue = new LinkedList<Integer>();
        
        queue.offer(start);
        visited[start] = true;
        
        while(!queue.isEmpty())  
        {
            int from = queue.poll();
            for(int des : graph.get(from)) {
                if(visited[des]) continue;
                queue.offer(des);
                visited[des] = true;
            }
        }
    }
}
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 202,802评论 5 476
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,109评论 2 379
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 149,683评论 0 335
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,458评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,452评论 5 364
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,505评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,901评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,550评论 0 256
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,763评论 1 296
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,556评论 2 319
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,629评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,330评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,898评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,897评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,140评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,807评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,339评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容