ABC329-F Colored Ball

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using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

class Program
{
    static string InputPattern = "InputX";

    static List<string> GetInputList()
    {
        var WillReturn = new List<string>();

        if (InputPattern == "Input1") {
            WillReturn.Add("6 5");
            WillReturn.Add("1 1 1 2 2 3");
            WillReturn.Add("1 2");
            WillReturn.Add("6 4");
            WillReturn.Add("5 1");
            WillReturn.Add("3 6");
            WillReturn.Add("4 6");
            //1
            //2
            //1
            //1
            //3
        }
        else if (InputPattern == "Input2") {
            WillReturn.Add("5 3");
            WillReturn.Add("2 4 2 4 2");
            WillReturn.Add("3 1");
            WillReturn.Add("2 5");
            WillReturn.Add("3 2");
            //1
            //2
            //0
        }
        else {
            string wkStr;
            while ((wkStr = Console.ReadLine()) != null) WillReturn.Add(wkStr);
        }
        return WillReturn;
    }

    static void Main()
    {
        List<string> InputList = GetInputList();
        int[] wkArr = { };
        Action<string> SplitAct = pStr =>
            wkArr = pStr.Split(' ').Select(pX => int.Parse(pX)).ToArray();

        SplitAct(InputList[0]);
        int N = wkArr[0];

        int[] CArr = InputList[1].Split(' ').Select(pX => int.Parse(pX)).ToArray();

        HashSet<int>[] HashArr = new HashSet<int>[N + 1];
        for (int I = 0; I <= CArr.GetUpperBound(0); I++) {
            HashArr[I + 1] = new HashSet<int>();
            HashArr[I + 1].Add(CArr[I]);
        }

        var sb = new System.Text.StringBuilder();
        foreach (string EachStr in InputList.Skip(2)) {
            SplitAct(EachStr);

            int Box1 = wkArr[0];
            int Box2 = wkArr[1];

            HashArr[Box2] = MergeTechnic_UnionWith<int>.ExecUnionWith(
                ref HashArr[Box1], ref HashArr[Box2]);
            sb.Append(HashArr[Box2].Count);
            sb.AppendLine();
        }
        Console.Write(sb.ToString());
    }
}

#region MergeTechnic_UnionWith
// マージテクでHashSetのUnionWith
internal class MergeTechnic_UnionWith<Type>
{
    // HashSet2つを引数として、UnionWithしたHashSetを返す
    // 引数にした2つのHashSetはクリアする
    static internal HashSet<Type> ExecUnionWith(ref HashSet<Type> pSet1, ref HashSet<Type> pSet2)
    {
        // HashSetのUnionWithは、
        // 要素数の少ない集合から
        // 要素数の多い集合にコピーするほうが
        // 高速なので、要素数を比較
        HashSet<Type> SmallHashSet;
        HashSet<Type> LargeHashSet;
        if (pSet1.Count > pSet2.Count) {
            SmallHashSet = pSet2; LargeHashSet = pSet1;
        }
        else {
            SmallHashSet = pSet1; LargeHashSet = pSet2;
        }
        LargeHashSet.UnionWith(SmallHashSet);

        // 引数の2つのHashSetはクリア
        pSet1 = new HashSet<Type>();
        pSet2 = new HashSet<Type>();

        return LargeHashSet;
    }
}
#endregion

解説

HashSetのUnionWithは、
要素数の少ない集合から
要素数の多い集合にコピーするほうが
高速なので、要素数を比較するようにしてます。