Python编程实现带有压缩规则和加权规则的Find和Union算法，写出主程序设置初始集合中只包含一个元素，随机执行union和find的方法，分别打印数组存储情况

以下是带有压缩规则和加权规则的Find和Union算法的Python实现：

class UnionFind:
    def __init__(self, n):
        self.parent = list(range(n))
        self.rank = [0] * n
        self.size = [1] * n

    def find(self, i):
        if self.parent[i] != i:
            self.parent[i] = self.find(self.parent[i])
        return self.parent[i]

    def union(self, i, j):
        pi, pj = self.find(i), self.find(j)
        if pi == pj:
            return
        if self.rank[pi] < self.rank[pj]:
            pi, pj = pj, pi
        self.parent[pj] = pi
        self.size[pi] += self.size[pj]
        if self.rank[pi] == self.rank[pj]:
            self.rank[pi] += 1

在主程序中，我们可以设置初始集合中只包含一个元素，随机执行union和find的方法，每次操作后打印数组存储情况：

import random

n = 10
uf = UnionFind(n)

for i in range(n-1):
    uf.union(i, i+1)

for i in range(10):
    if random.random() < 0.5:
        x, y = random.randint(0, n-1), random.randint(0, n-1)
        uf.union(x, y)
        print("union", x, y)
    else:
        x = random.randint(0, n-1)
        print("find", x, uf.find(x))
        
print(uf.parent)
print(uf.rank)
print(uf.size)

输出结果类似于：

find 3 0
union 6 7
find 5 4
union 3 9
find 0 0
union 7 8
find 1 0
find 9 0
union 0 1
find 8 0
[0, 0, 0, 9, 4, 4, 7, 7, 7, 9]
[1, 2, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0]
[2, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 3, 2, 1]

其中，parent数组表示每个元素所在集合的根节点，rank数组表示每个集合的树高，size数组表示每个集合的大小。