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 Python 实现

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.size = [1] * n
    
    def find(self, x):
        if self.parent[x] != x:
            self.parent[x] = self.find(self.parent[x])
        return self.parent[x]
    
    def union(self, x, y):
        px, py = self.find(x), self.find(y)
        if px == py:
            return
        if self.size[px] < self.size[py]:
            px, py = py, px
        self.parent[py] = px
        self.size[px] += self.size[py]

接下来是主程序的Python实现：

import random

n = 10 # 初始集合中只包含一个元素
uf = UnionFind(n)

for i in range(20):
    x, y = random.randint(0, n-1), random.randint(0, n-1)
    if random.randint(0, 1) == 0:
        uf.union(x, y)
        print(f"Union {x} and {y}")
    else:
        print(f"{x} and {y} are in the same set: {uf.find(x) == uf.find(y)}")
    print(f"Array: {uf.parent}")

这个程序将会随机执行20次union和find操作，并且在每次操作后打印出当前数组存储情况。