最小生成樹

2021-08-30 13:52:11 字數 1530 閱讀 7870

生成樹的概念

在乙個任意連通圖g中,如果取它的全部頂點和一部分邊構成乙個子圖g',即:v(g')=v(g)和e(g')⊆e(g)

若同時滿足邊集e(g')中的所有邊既能夠使全部頂點連通而又不形成任何迴路,則稱子圖g'是原圖g的一棵生成樹。

下面簡單說明一下,在既能夠連通圖g中的全部n個頂點又沒有形成迴路的子圖g'(即生成樹)中,必定包含n-1條邊。要構造子圖g',首先從圖g中任取乙個頂點加入g'中,此時g'中只有乙個頂點,假定具有乙個頂點的圖是連通的,以後每向g'中加入乙個頂點,都要加入以該頂點為乙個端點(終點),以已連通的頂點之中的任乙個頂點為開始頂點的一條邊,這樣既連通了該頂點又不會產生迴路,進行n-1次後,就向g'中加入了n-1個頂點和n-1條邊,使得g'中的n個頂點既連通又不產生迴路。

在圖g的一棵生成樹g'中,若再增加一條邊,就會出現一條迴路。這是因為此邊的兩個端點已連通,再加入此邊後,這兩個端點間有兩條路徑,因此就形成了一條迴路,子圖g'也就不再是生成樹了。同樣,若從生成樹g'中刪去一條邊,就使得g'變為非連通圖。這是因為此邊的兩個端點是靠此邊唯一連通的,刪除此邊後,必定使這兩個端點分屬於兩個連通分量中,使g'變成了具有兩個兩通分量的非連通圖。

同乙個連通圖可以有不同的生成樹。例如對於圖9-1(a),其餘3個子圖都是它的生成樹。在每棵生成樹中都包含8個頂點和7條邊,即n個頂點和n-1條邊,此時n等於原圖中的頂點數8,它們的差別只是邊的選取方法不同。

在這3棵生成樹中,圖9-1(b)中的邊集是從圖9-1(a)中的頂點v0出發,利用深度優先搜尋遍歷的方法而得到的邊集,此圖是原圖的深度優先生成樹;圖9-1(c)中的邊集是從圖9-1(a)中的頂點v0出發,利用廣度優先搜尋遍歷的方法而得到的邊集,此圖是原圖的廣度優先生成樹;圖9-1(d)是原圖的任意一棵生成樹。當然圖9-1(a)的生成樹遠不止這3種,只要能連通所有頂點而又不產生迴路的任何子圖都是它的生成樹。

對於乙個連通網(即連通帶權圖,假定每條邊上的權值均為正實數)來說,生成樹不同,每棵樹的權(即樹中所有邊上的權值總和)也可能不同。圖9-2(a)就是乙個連通網,圖9-2(b)、(c)和(d)是它的3棵生成樹,每棵樹的權各不相同。它們分別為57、53和38.具有權值最小的生成樹被稱為圖的最小生成樹。通過後面將要介紹的構造最小生成樹的方法可知,圖9-2(d)是圖9-2(a)的最小生成樹。

最小生成樹是在乙個給定的無向圖g(v,e)中求一棵樹t

使得這棵樹擁有圖g中的所有頂點

且所有邊都是來自圖g中的邊

並且滿足整棵樹的邊權之和最小

【性質】

① 最小生成樹是樹,因此其邊數等於頂點數減1,且樹中一定不會有環

②對給定的圖g但其(v,e),其最小生成樹可以不唯一,但其邊權之和一定是唯一的

③由於最小生成樹是在無向圖上生成的,因此其根結點可以是這棵樹上的任何乙個結點

一般求解最小生成樹有兩種演算法

即prim演算法和kruskal演算法

最小生成樹 次小生成樹

一 最小生成樹 說到生成樹首先要解釋一下樹,樹是乙個聯通的無向無環圖,多棵樹的集合則被稱為森林。因此,樹具有許多性質 1.兩點之間的路徑是唯一的。2.邊數等於點數減一。3.連線任意兩點都會生成乙個環。對於乙個無向聯通圖g的子圖,如果它包含g的所有點,則它被稱為g的生成樹,而各邊權和最小的生成樹則被稱...

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package 圖 最小生成樹是用最少的邊吧把所有的節點連線起來。於是和圖的深度優先搜素差不多。class stack public void push int key public int pop 檢視棧頂的元素 public int peek public boolean isempty cla...

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define max vertex num 20 最大頂點數 typedef int adjmatrix max vertex num max vertex num 鄰接矩陣型別 typedef char vertextype typedef struct mgraph struct dnodecl...