最小生成樹的prim演算法

2021-06-02 09:54:11 字數 1921 閱讀 1669

在無向加權圖中,n個頂點的最小生成樹有n-1條邊,這些邊使得n個頂點之間可達,且總的代價最小。

prim演算法是一種貪心演算法,將全部的頂點劃分為2個集合,每次總在2個集合之間中找最小的一條邊,區域性最優最終達到全域性最優,這正是貪心的思想。

具體的描述參見相關書籍:

描述

從單一頂點開始,普里姆演算法按照以下步驟逐步擴大樹中所含頂點的數目,直到遍及連通圖的所有頂點。

1.  輸入:乙個加權連通圖,其中頂點集合為v,邊集合為e;

2.  初始化:vnew =,其中x為集合v中的任一節點(起始點),enew ={};

3.  重複下列操作,直到vnew =v:

1.  在集合e中選取權值最小的邊(u, v),其中u為集合vnew中的元素,而v則不是(如果存在有多條滿足前述條件即具有相同權值的邊,則可任意選取其中之一);

2.  將v加入集合vnew中,將(u, v)加入集合enew中;

4.  輸出:使用集合vnew和enew來描述所得到的最小生成樹。

prim的實現:

1 //prim最小生成樹

2     

3     public edge getedges(int position){    //返回從頂點position開始的最小生成樹的邊陣列

4         edge edges = new edge[size()-1];    //最小生成樹裡邊數為n-1,!!!!size()

5         vnodes[position].setvisited(true);    //將原來的遍歷中用的標誌在這分離集合

6         for(int i = 0;i

因為我存的是頂點,所以還要找邊,比較麻煩一點,如果在圖中記錄了乙個邊得陣列,就可以直接在邊得陣列裡面去找最小邊。

解決問題的思路是先很容易就可以寫出上述最小生成樹的邏輯實現,然後去一一實現支援它的方法。

三個支援方法的實現:

private edge getminedge(vnode vnodes){   //從分離的2個集合之間求出最小的邊

edge min = null;

//for(int i = 0;i < vnodes.length;i++)

for(int i = 0;i

然後新增乙個圖來測試一下:

public static void main(string args) {

// todo auto-generated method stub

undirectedgraph g = new undirectedgraph();

for(int i = 1;i <7;i++)

g.addvnode("v" +i);

g.addedge(0, 1, 6);

g.addedge(0, 2, 1);

g.addedge(0, 3, 5);

g.addedge(1, 2, 5);

g.addedge(1, 4, 5);

g.addedge(2, 3, 5);

g.addedge(2, 4, 6);

g.addedge(2, 5, 4);

g.addedge(3, 5, 2);

g.addedge(4, 5, 6);//嚴蔚敏資料結構中的那個圖

edge edges = g.getedges(0);

system.out.println("輸出最小生成樹的邊");

for(int i = 0;i 結果:

輸出最小生成樹的邊: 

邊: v1---v3   長度:1

邊: v3---v6   長度:4

邊: v6---v4   長度:2

邊: v3---v2   長度:5

邊: v2---v5   長度:5

可以發現這5條邊是跟圖中生成過程的順序一樣,依次找到放入陣列的。

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