力扣刷题笔记：1202. 交换字符串中的元素（并查集，很容易理解的代码、完整题解代码及注释）

题目：

1202、交换字符串中的元素
给你一个字符串 s，以及该字符串中的一些「索引对」数组 pairs，其中 pairs[i] = [a, b] 表示字符串中的两个索引（编号从 0 开始）。

你可以 任意多次交换 在 pairs 中任意一对索引处的字符。

返回在经过若干次交换后，s 可以变成的按字典序最小的字符串。

示例 1:

输入：s = “dcab”, pairs = [[0,3],[1,2]]
输出：“bacd”
解释：
交换 s[0] 和 s[3], s = “bcad”
交换 s[1] 和 s[2], s = “bacd”

示例 2：

输入：s = “dcab”, pairs = [[0,3],[1,2],[0,2]]
输出：“abcd”
解释：
交换 s[0] 和 s[3], s = “bcad”
交换 s[0] 和 s[2], s = “acbd”
交换 s[1] 和 s[2], s = “abcd”

示例 3：

输入：s = “cba”, pairs = [[0,1],[1,2]]
输出：“abc”
解释：
交换 s[0] 和 s[1], s = “bca”
交换 s[1] 和 s[2], s = “bac”
交换 s[0] 和 s[1], s = “abc”

提示：

1 <= s.length <= 10^5
0 <= pairs.length <= 10^5
0 <= pairs[i][0], pairs[i][1] < s.length
s 中只含有小写英文字母

题解思路：

主要就是考察并查集的思路，并查集使用完后，单独将每个集合包含的节点找出来，重新排序，重新赋值即可。

题解python代码（详细注释）：

# 定义一个并查集类，包含初始化祖先、查找祖先、合并祖先三种方法
class DSU:
    def __init__(self, nodecount):
        self.parent=[-1]*nodecount#初始化，每个节点的祖先都是自己，记住-1，这里node_count为节点总数
    def findboss(self, node):# 首先，是找到自己所在集合的最上面那一层的祖先，若值不为-1，说明当前自己的祖先并不是最终祖先，循环进行再去找他的祖先，直到找到最终祖先
        temp=node
        while self.parent[node]!=-1:
            node=self.parent[node]
        if temp!=node:#路径压缩，使得所有节点的祖先都是最终的祖先
            self.parent[temp]=node
        return node 
    def mergeboss(self, node1, node2):#查询相互连通的两个人的祖先是不是同一个人
        node1boss=self.findboss(node1)
        node2boss=self.findboss(node2)
        if node1boss!=node2boss:#如果不是，那就合并两个集合，从两人中选举一个新祖先
            self.parent[node1boss]=node2boss

class Solution:
    def smallestStringWithSwaps(self, s: str, pairs: List[List[int]]) -> str:
        n=len(s)
        if n<2:
            return s
        dsu=DSU(n)#n个节点数，初始化并查集
        for node1,node2 in pairs:#先用并查集遍历一遍，使得每个节点都找到自己的祖先
            dsu.mergeboss(node1,node2)
        h={
     }
        for i in range(n):#再将所有公共祖先的子节点划分到一起，公共祖先自己也在该集合里
            if dsu.findboss(i) not in h:
                h[dsu.findboss(i)]=[i]
            else:
                h[dsu.findboss(i)].append(i)
        res=list(s)
        #print(dsu.parent)
        #print(h)
        for nodes in h.values():
            indices=sorted(nodes)#这里的每个节点都是相互连通的，即可以随意互相置换，直接按题意排序即可
            string=sorted(res[node] for node in nodes)#按最小字典序排列即从小到大
            # print(indices)
            # print(string)
            for index,letter in zip(indices,string):#按排好位置后，放回字母
                res[index]=letter
        return "".join(res)

作者：mario-20
链接：https://leetcode-cn.com/problems/smallest-string-with-swaps/solution/python-bing-cha-ji-zai-zhao-dao-suo-you-13cu7/
来源：力扣（LeetCode）https://leetcode-cn.com/problems/smallest-string-with-swaps/