冗余连接

2024-10-27

题目:

树可以看成是一个连通且 无环无向 图。

给定往一棵 n 个节点 (节点值 1~n) 的树中添加一条边后的图。添加的边的两个顶点包含在 1n 中间,且这条附加的边不属于树中已存在的边。图的信息记录于长度为 n 的二维数组 edgesedges[i] = [ai, bi] 表示图中在 aibi 之间存在一条边。

请找出一条可以删去的边,删除后可使得剩余部分是一个有着 n 个节点的树。如果有多个答案,则返回数组 edges 中最后出现的那个。

示例 1:

img

输入: edges = [[1,2], [1,3], [2,3]]
输出: [2,3]

示例 2:

img

输入: edges = [[1,2], [2,3], [3,4], [1,4], [1,5]]
输出: [1,4]

提示:

  • n == edges.length
  • 3 <= n <= 1000
  • edges[i].length == 2
  • 1 <= ai < bi <= edges.length
  • ai != bi
  • edges 中无重复元素
  • 给定的图是连通的

思路:

在一棵树中,边的数量比节点的数量少 1。如果一棵树有 n 个节点,则这棵树有 n−1 条边。这道题中的图在树的基础上多了一条附加的边,因此边的数量也是 n。

树是一个连通且无环的无向图,在树中多了一条附加的边之后就会出现环,因此附加的边即为导致环出现的边。

可以通过并查集寻找附加的边。初始时,每个节点都属于不同的连通分量。遍历每一条边,判断这条边连接的两个顶点是否属于相同的连通分量。

  • 如果两个顶点属于不同的连通分量,则说明在遍历到当前的边之前,这两个顶点之间不连通,因此当前的边不会导致环出现,合并这两个顶点的连通分量。

  • 如果两个顶点属于相同的连通分量,则说明在遍历到当前的边之前,这两个顶点之间已经连通,因此当前的边导致环出现,为附加的边,将当前的边作为答案返回。

代码:

class Solution {
public:
    int Find(vector<int>& parent, int index) {
        if (parent[index] != index) {
            parent[index] = Find(parent, parent[index]);
        }
        return parent[index];
    }
     
    void Union(vector<int>& parent, int index1, int index2) {
        parent[Find(parent, index1)] = Find(parent, index2);
    }
    vector<int> findRedundantConnection(vector<vector<int>>& edges) {
        int n = edges.size();
        vector<int> parent(n + 1);
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            parent[i] = i;
        }
        for (int i = 0; i < edges.size(); i++) {
            int a = edges[i][0], b = edges[i][1];
            if (Find(parent, a) != Find(parent, b)) {
                Union(parent, a, b);
            } else {
                return edges[i];
            }
        }
        return {};
    }
};