Prim演算法 Python實現

2021-10-24 20:01:22 字數 2408 閱讀 9807

prim演算法是圖論中的一種演算法,可在加權連通圖里搜尋最小生成樹

輸入:乙個加權連通圖,頂點集合為v,邊集合為e

初始化:vnew=,其中x是v中任一節點,作為起始點,enew={}

在e中選擇權重最小的邊(u,v),其中u為集合vnew中的元素,而v則是v中沒有加入vnew的頂點(如果權重相同就任選乙個)

將v加入集合vnew中,將(u,v)加入集合enew中

重複步驟3-4,知道vnew=v

輸出:使用enew和vnew描述得到的最小生成樹

對於使用堆和鄰接表表示最小權邊和圖的情況,時間複雜度為o((

對於圖:

)# 注意:defaultdict(list)必須以list做為變數

for weight,v1, v2 in edges:

adjacent_dict[v1]

(weight, v1, v2)

) adjacent_dict[v2]

(weight, v2, v1)

)'''

經過上述操作,將圖轉化為以下鄰接表形式:

)'''

minu_tree =

# 儲存最小生成樹結果

visited =

[start]

# 儲存訪問過的頂點,注意指定起始點

adjacent_vertexs_edges = adjacent_dict[start]

heapify(adjacent_vertexs_edges)

# 轉化為小頂堆,便於找到權重最小的邊

while adjacent_vertexs_edges:

# 權重最小的邊,並同時從堆中刪除。

if v2 not

in visited:

# 在used中有第一選定的點'a',上面得到了距離a點最近的點'd',舉例是5。將'd'追加到used中

(weight, v1, v2)

)for next_edge in adjacent_dict[v2]

:# 找到v2相鄰的邊

if next_edge[2]

notin visited:

# 如果v2還未被訪問過,就加入堆中

return minu_tree

vertices =

['a'

,'b'

,'c'

,'d'

,'e'

,'f'

,'g'

]edges =[(

7,'a',

'b'),(

5,'a',

'd'),(

8,'b',

'c'),(

9,'b',

'd'),(

7,'b',

'e'),(

5,'c',

'e'),(

15,'d',

'e'),(

6,'d',

'f'),(

8,'e',

'f'),(

9,'e',

'g'),(

11,'f',

'g'),]

print

(prim(vertices, edges ,start=

'd')

)輸出為:

[

(5, 'd', 'a'

), (6, 'd', 'f'

), (7, 'a', 'b'

), (7, 'b', 'e'

), (5, 'e', 'c'

), (9, 'e', 'g'

)]

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實現prim演算法

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