最小生成樹(kruskal演算法)

2021-08-22 08:45:26 字數 1975 閱讀 7043

最小生成樹問題顧名思義,概括來說就是路修的最短。

接下來引入幾個一看就明白的定義:

帶權圖:邊賦以權值的圖稱為網或帶權圖,帶權圖的生成樹也是帶權的,生成樹t各邊的權值總和稱為該樹的權。

最小生成樹(mst):權值最小的生成樹。

最小生成樹的性質:假設g=(v,e)是乙個連通網,u是頂點v的乙個非空子集。若(u,v)是一條具有最小權值的邊,其中u∈u,v∈v-u,則必存在一棵包含邊(u,v)的最小生成樹。

完成構造網的最小生成樹必須解決下面兩個問題:

(1)盡可能選取權值小的邊,但不能構成迴路;

(2)選取n-1條恰當的邊以連通n個頂點;

prim演算法適合稠密圖,kruskal演算法適合簡單圖。

kruskal遠離更為簡單粗暴,但是需要借助並查集這一知識。

(本人寫的一篇

克魯斯卡爾演算法的基本思想是以邊為主導地位,始終選擇當前可用的最小邊權的邊(可以直接快排或者algorithm的sort)。每次選擇邊權最小的邊鏈結兩個端點是kruskal的規則,並實時判斷兩個點之間有沒有間接聯通。

現在我來模擬一下:

假如有以下幾個城市,之間都有相連的道路:

根據kruskal的原理,我們需要對邊權dis進行排序,每次找出最小的邊。

排序後,最小的邊自然是第8條邊,於是4和6相連。

遍歷繼續,第二小的邊是1號,1和2聯通。

再後來是邊3連線1,4。

dis也是14的還有邊5,它連線3,4。

其次是dis為15的邊4,但是2和4已經相連了,pass。

然後是dis為16的兩條邊(邊2和邊9),邊2連線1和3,邊9連線3和6,它們都已經間接相連,pass。

再然後就是dis為22的邊10,它連線5和6,5還沒有加入組織,所以使用這邊。繼續,發現此時已經連線了n-1條邊,結束,最後圖示如下:

原理如此簡單,**也很好實現(給個模板), **如下所示(注意細節):

#include#include#includeusing namespace std;

int n,m,tot=0,k=0;//n端點總數,m邊數,tot記錄最終答案,k已經連線了多少邊

int fat[200010];//記錄集體老大

struct node

edge[200010];

bool cmp(const node &a,const node &b)//sort排序(當然你也可以快排)

int father(int x)//找集體老大,並查集的一部分

void unionn(int x,int y)//加入團體,並查集的一部分

int main()

for(int i=1;i<=n;i++) fat[i]=i;//自己最開始就是自己的老大 (初始化)

sort(edge+1,edge+1+m,cmp);//按權值排序(kruskal的體現)

for(int i=1;i<=m;i++)//從小到大遍歷 }

printf("%d",tot);

return 0;

}

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