最小生成樹 Kruskal演算法 Prim演算法

2021-09-25 13:23:03 字數 1815 閱讀 7073

prim演算法

kruskal是另乙個計算最小生成樹的演算法,其演算法原理如下。首先,將每個頂點放入其自身的資料集合中。然後,按照權值的公升序來選擇邊。當選擇每條邊時,判斷定義邊的頂點是否在不同的資料集中。如果是,將此邊插入最小生成樹的集合中,同時,將集合中包含每個頂點的聯合體取出,如果不是,就移動到下一條邊。重複這個過程直到所有的邊都探查過。

下面還是用一**示來表現演算法的過程:

1 初始情況,乙個聯通圖,定義針對邊的資料結構,包括起點,終點,邊長度:

2 繼續找到第二短的邊,將c, d再放入同乙個集合裡:

3 繼續找,找到第三短的邊ab,因為a,e已經在乙個集合裡,再將b加入:

4 繼續找,找到b,e,因為b,e已經同屬於乙個集合,連起來的話就形成環了,所以邊be不加入最小生成樹:

5 再找,找到bc,因為c,d是乙個集合的,a,b,e是乙個集合,所以再合併這兩個集合:

這樣所有的點都歸到乙個集合裡,生成了最小生成樹。

演算法描述:

在乙個加權連通圖中,頂點集合v,邊集合為e

任意選出乙個點作為初始頂點,標記為visit,計算所有與之相連線的點的距離,選擇距離最短的,標記visit.

重複以下操作,直到所有點都被標記為visit:

在剩下的點鐘,計算與已標記visit點距離最小的點,標記visit,證明加入了最小生成樹。

下面我們來看乙個最小生成樹生成的過程:

1 起初,從頂點a開始生成最小生成樹

2 選擇頂點a後,頂點啊置成visit(塗黑),計算周圍與它連線的點的距離:

3 與之相連的點距離分別為7,6,4,選擇c點距離最短,塗黑c,同時將這條邊高亮加入最小生成樹:

4 計算與a,c相連的點的距離(已經塗黑的點不計算),因為與a相連的已經計算過了,只需要計算與c相連的點,如果乙個點與a,c都相連,那麼它與a的距離之前已經計算過了,如果它與c的距離更近,則更新距離值,這裡計算的是未塗黑的點距離塗黑的點的最近距離,很明顯,b和a為7,b和c的距離為6,更新b和已訪問的點集距離為6,而f,e和c的距離分別是8,9,所以還是塗黑b,高亮邊bc:

5 接下來很明顯,d距離b最短,將d塗黑,bd高亮:

6 f距離d為7,距離b為4,更新它的最短距離值是4,所以塗黑f,高亮bf:

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