本文涉及知识点

C++图论
并集查找（并查集)

LeetCode1202. 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 <= 10⁵
0 <= pairs.length <= 10⁵
0 <= pairs[i][0], pairs[i][1] < s.length
s 中只含有小写英文字母

并集查找

把下标（索引）看做点，paris看成边。一个连通区域的下标可以任意改变。将各连通区域的字典序排序便是答案。

代码

核心代码

class CUnionFind
{
public:
	CUnionFind(int iSize) :m_vNodeToRegion(iSize)
	{
		for (int i = 0; i < iSize; i++)
		{
			m_vNodeToRegion[i] = i;
		}
		m_iConnetRegionCount = iSize;
	}	
	CUnionFind(vector<vector<int>>& vNeiBo):CUnionFind(vNeiBo.size())
	{
		for (int i = 0; i < vNeiBo.size(); i++) {
			for (const auto& n : vNeiBo[i]) {
				Union(i, n);
			}
		}
	}
	int GetConnectRegionIndex(int iNode)
	{
		int& iConnectNO = m_vNodeToRegion[iNode];
		if (iNode == iConnectNO)
		{
			return iNode;
		}
		return iConnectNO = GetConnectRegionIndex(iConnectNO);
	}
	void Union(int iNode1, int iNode2)
	{
		const int iConnectNO1 = GetConnectRegionIndex(iNode1);
		const int iConnectNO2 = GetConnectRegionIndex(iNode2);
		if (iConnectNO1 == iConnectNO2)
		{
			return;
		}
		m_iConnetRegionCount--;
		if (iConnectNO1 > iConnectNO2)
		{
			UnionConnect(iConnectNO1, iConnectNO2);
		}
		else
		{
			UnionConnect(iConnectNO2, iConnectNO1);
		}
	}

	bool IsConnect(int iNode1, int iNode2)
	{
		return GetConnectRegionIndex(iNode1) == GetConnectRegionIndex(iNode2);
	}
	int GetConnetRegionCount()const
	{
		return m_iConnetRegionCount;
	}
	vector<int> GetNodeCountOfRegion()//各联通区域的节点数量
	{
		const int iNodeSize = m_vNodeToRegion.size();
		vector<int> vRet(iNodeSize);
		for (int i = 0; i < iNodeSize; i++)
		{
			vRet[GetConnectRegionIndex(i)]++;
		}
		return vRet;
	}
	std::unordered_map<int, vector<int>> GetNodeOfRegion()
	{
		std::unordered_map<int, vector<int>> ret;
		const int iNodeSize = m_vNodeToRegion.size();
		for (int i = 0; i < iNodeSize; i++)
		{
			ret[GetConnectRegionIndex(i)].emplace_back(i);
		}
		return ret;
	}
private:
	void UnionConnect(int iFrom, int iTo)
	{
		m_vNodeToRegion[iFrom] = iTo;
	}
	vector<int> m_vNodeToRegion;//各点所在联通区域的索引,本联通区域任意一点的索引，为了增加可理解性，用最小索引
	int m_iConnetRegionCount;
};

class Solution {
		public:
			string smallestStringWithSwaps(string s, vector<vector<int>>& pairs) {
				const int N = s.length();
				CUnionFind uf(N);
				for (const auto& v : pairs) {
					uf.Union(v[0], v[1]);
				}
				vector<vector<int>> v(N);
				for (int i = 0; i < N; i++) {
					v[uf.GetConnectRegionIndex(i)].emplace_back(s[i]);
				}
				for (auto& v1 : v) {
					sort(v1.begin(), v1.end(), greater<>());
				}
				string ans;
				for (int i = 0; i < N; i++) {
					auto& v1 = v[uf.GetConnectRegionIndex(i)];
					ans += v1.back();
					v1.pop_back();
				}
				return ans;
			}
		};

单元测试

string s;
		vector<vector<int>> pairs;
		TEST_METHOD(TestMethod11)
		{
			s = "dcab", pairs = { {0,3},{1,2} };
			auto res = Solution().smallestStringWithSwaps(s, pairs);
			AssertEx(string("bacd"), res);
		}
		TEST_METHOD(TestMethod12)
		{
			s = "dcab", pairs = { {0,3},{1,2},{0,2} };
			auto res = Solution().smallestStringWithSwaps(s, pairs);
			AssertEx(string("abcd"), res);
		}
		TEST_METHOD(TestMethod13)
		{
			s = "cba", pairs = { {0,1},{1,2} };
			auto res = Solution().smallestStringWithSwaps(s, pairs);
			AssertEx(string("abc"), res);
		}

		TEST_METHOD(TestMethod14)
		{
			s = "dqwyt", pairs ={ {2,3},{3,2},{0,1},{4,0},{3,2} };
			auto res = Solution().smallestStringWithSwaps(s, pairs);
			AssertEx(string("abc"), res);
		}