最小生成樹

2021-10-19 13:27:56 字數 2966 閱讀 9006

最小生成樹(minimum spanning trees),對於乙個連通無向圖g=(v, e)(v為節點集合,e為邊集合), 找g中的乙個無環子集t∈e

t \in e

t∈e ,使之能夠將所有的節點連線起來,又具有最小的權重,即使得w(t

)=∑(

u,v)

∈tw(

u,v)

w(t) = \sum_ w(u,v)

w(t)=∑

(u,v

)∈t​

w(u,

v)的值最小(注:最小生成樹不一定唯一)

一些基本的概念:

舉個栗子

mst性質:設g = (v, e) 是乙個在邊e上定義了實數值權重函式w的連通無向圖。設集合a為e的乙個子集,且a中包含在圖g的某棵最小生成樹中,設 (s, v - s) 是圖g中尊重集合a的任意乙個切割,又設(u, v)是橫跨切割 (s, v - s)的一條輕量級邊,那麼邊(u, v)對於集合a是安全的。(證明略,可以自行參考演算法導論p364)

根據mst性質,我們就能得到最小生成樹的演算法了

kruskal和prim演算法都是generic-mst演算法的具體實現,二者都是通過乙個具體的規則來確定generic-mst演算法中的第三行所描述的安全邊。兩個演算法的時間複雜度均為o(e

lgv)

o(el**)

o(el**

)

演算法描述

集合a始終是乙個森林,開始時,其節點集就是g的節點集,並且a是所有單節點樹構成的森林。之後每次加入到集合a中的安全邊是連線a的兩個不同連通分量權重最小的邊

舉個栗子:

詳細**

kruskal其實主要就是用到並查集,並查集鏈結

#include

#include

using

namespace std;

#define n 5500

#define m 2100

int parent[n]

, depth[n]

;// 並查集模板

void

init

(int n)

}int

find

(int i)

return i;

}inline

bool

connected

(int p,

int q)

void

unionnode

(int p,

int q)

else

if(depth[p]

> depth[q]

)else

if(depth[p]

< depth[q]

)else

}// 查並集模板

struct edge

} arr[m]

;int

main()

sort

(arr +

1, arr + m +1)

;for

(int i =

1; i <= m; i++)if

(num < n -1)

cout <<

"orz"

<< endl;

else

cout << ans << endl;

return0;

}

演算法描述

舉個栗子:

詳細**實現:

#include

#include

#include

#include

#include

using

namespace std;

#define n 5100

list

int,

int>

> head[n]

;// 記錄以每乙個節點為首的邊的鍊錶

// 例如 head[u] 表示通過u節點的邊的鍊錶, first表示邊的權重, second表示相鄰節點

int vis[n]

;// 記錄每個節點是否被訪問, 0未訪問, 1已訪問

void

prim

(int n)}if

(cnt < n)

cout <<

"orz"

<< endl;

else

cout << ans << endl;

}int

main()

prim

(n);

}

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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