最小生成樹

2022-08-01 10:39:12 字數 1918 閱讀 2776

在講最小生成樹之前,先來說一說開放樹。連通而無環路的無向圖稱做開放樹。如果指定開放樹中某一頂點為根,並且把每一條邊看成是背離根的,則一棵開放樹變成一棵樹。

開放樹有2個性質:

如下列兩個圖:

只針對無向圖

假設e中的每條邊都有權重,為c(u,v),也叫做邊長。圖g的一棵生成樹是連線v中所有頂點的一棵開放樹。將生成樹中所有邊長的總和稱為生成樹的價。使這個價最小的生成樹稱為圖的最小生成樹

設g=(v,e)是乙個連通圖,在e上定義乙個權函式c,且是g的任意生成森林,令

其中,|t| <= |e|,又假設e=(v,w)是e-t中的一條邊,其權值c[v][w]最小,而且v在v1中,w不在v1中,則圖g有一棵包含t和e的生成樹,其價不大於包含t的任何生成樹的價。

以上的性質下,兩種演算法應運而生:prim演算法和kruskal演算法

/*輸入為加權無向圖g=(v,e),其中v=

要點:引進集合u和t,u準備放頂點,t準備放邊。初值為u=,t為空,選擇最小權的邊(u,v),使u在u中,v在v-u中,將v加入u,(u,v)加入t。重複這個過程 */

void prim(costtype c[n+1][n+1])

for(i=2;i=n;i++)

cout

prim演算法複雜度為o(n2),而kruskal演算法複雜度為o(ne),故prim演算法適用於點較少的情況

只針對有向圖首先為除根之外的每個點選定一條入邊,這條入邊一定要是所有入邊中最小的。現在所有的最小入邊都選擇出來了,如果這個入邊集不存在有向環的話,我們可以證明這個集合就是該圖的最小樹形圖。這個證明並不是很難。如果存在有向環的話,我們就要將這個有向環縮成乙個人工頂點,同時改變圖中邊的權。假設某點u在該環上,並設這個環中指向u的邊權是in[u],那麼對於每條從u出發的邊(u, i, w),w為權,在新圖中連線(new, i, w)的邊,其中new為新加的人工頂點; 對於每條進入u的邊(i, u, w),在新圖中建立邊(i, new, w-in[u])的邊。

//檢查e0

for( i=1; i

if( !j) continue; //沒有找到環。

i=j;//將整個環的權值儲存,累計入原圖的最小樹形圖

dowhile( j!=i);

j=i;//對於環上的點有關的邊,修改邊權

do

j=pre[j];

}while( j!=i);

//縮點,將整個環縮成i號點,所有環上的點有關的邊轉移到點i

for( j=0; j

} //標記環上其他的點為被縮掉 下次再找ei時不參與

for( j=pre[i]; j!=i; j=pre[j])

falg[j]=true;

//當前環縮點結束,形成新的圖g',跳出繼續求g'的最小樹形圖 ,累計入sum。

}

if( i==n)

}

return sum;

}

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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