最小生成树minimal-spanning-tree(概念就不具体介绍了)有两种基于不同贪心选择的算法,一个为Prim算法,一个为Kruskal算法。
Prim和Dijkstra算法很像,只是少了些东西。它将结点分为两类,一类是已经选择了的确定的,构建好了的mst的结点,另一类是还没确定的未选择的结点。
流程是这样的:(括号内为权值),U集合:MST的点集合,V-U:未选择的点集合
1.首先初始化开始结点U,然后把所有能够与U相连的边为候选边
这里就是数组初始化操作了;
1 int sum=0; 2 for(int i=1;i<=n;i++) 3 { 4 dis[i]=map[1][i];//初始化所有点到结点1的距离 5 vis[i]=false;//所有点开始都未被访问 6 } 7 vis[1]=true;//结点1标志为true
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开始时U是结点1,然后找到所有与1相连的边(dist[i][j]!=0),分别是1-6(10),1-2(28),所以找出最小的(6<28)那个边对应的结点6加入集合U;
1 for(int i=2;i<=n;i++) 2 { 3 int MIN=INF;//从当前节点u到与u联通的子节点的最小权值 4 int k=-1; 5 for(int j=1;j<=n;j++)//遍历每个点 6 { 7 if(!vis[j]&&dis[j]<MIN)//未被访问且距离还小,那就待定选你了,看看还有没有距离更短的 8 { 9 MIN=dis[j];//更新最小值,这个dis表式这个点到已知mst中一点的最小值 10 k=j;//标记结点号 11 } 12 } 13 vis[k]=true;//u->a->b k->b //置已经访问 14 sum+=MIN;//u->k求生成树的路径和 15 ... 16 ... 17 ... 18 }
然后我们发现,左部分和右部分只有两条边相连了,那么继续找最短边就行6-5(25) <1-2(28),所以选择25的那条边,成这样
再比较1-2(28),5-7(24),5-4(22),取出最小边是5-4(22),更新图
继续比较选出最短边,这时有4个边要比较了,1-2(28),5-7(24),4-7(18),4-3(12),找出最短边4-3(12),更新图
继续比较4个个边,1-2(28),5-7(24),4-7(18),3-2(16),找出最短的16,更新图
好了,最后已给点7,应该很容易看出来它是2连接的,因为14是最短的。
所以MST图是这样
后半段的代码是这样的
1 for(int j=1;j<=n;j++)//带已经找到点k的情况下,找结点j 2 { 3 if(!vis[j]&&dis[j]>map[k][j]) 4 {//j未访问且 j到mst中点的最小值还大于从k到j的距离,那么就 5 //要更新这段距离 6 dis[j]=map[k][j];//clost[j] = k; 7 } 8 }
看这个图
比如说开始先初始化,dist[6] =10;dist[4]=1,即结点6和4到结点1的最短距离为dist数组,然后我找到了最短路1-4,并且发现原来的1-6(10)大于6-4(5),所以更新dist[6]=4,他表示结点6到已知MST的某个点的最短的那个距离,也可以将那个点记录在clost数组中,以便需要。
完整代码,其实很简单的
1 #include<iostream> 2 #include<cstring> 3 #include<algorithm> 4 using namespace std; 5 const int INF=0x3f3f3f3f; 6 const int MAXN=1005; 7 int map[MAXN][MAXN]; //map[i][j] ---- i->j =v 8 int dis[MAXN]; // 9 bool vis[MAXN]; 10 int n; 11 void init() 12 { 13 for(int i=0;i<=n;i++) 14 { 15 for(int j=0;j<=n;j++) 16 { 17 if(i!=j)map[i][j]=INF; 18 else map[i][j]=0; 19 } 20 } 21 } 22 int Prim() 23 { 24 int sum=0; 25 for(int i=1;i<=n;i++) 26 { 27 dis[i]=map[1][i]; 28 vis[i]=false; 29 } 30 vis[1]=true; 31 for(int i=2;i<=n;i++) 32 { 33 int MIN=INF;//从当前节点u到与u联通的子节点的最小权值 34 int k=-1;//u->v k=v; 35 for(int j=1;j<=n;j++) 36 { 37 if(!vis[j]&&dis[j]<MIN) 38 { 39 MIN=dis[j]; 40 k=j; 41 } 42 } 43 vis[k]=true;//u->a->b k->b 44 sum+=MIN;//u->k 45 for(int j=1;j<=n;j++) 46 { 47 if(!vis[j]&&dis[j]>map[k][j]) 48 { 49 dis[j]=map[k][j]; 50 } 51 } 52 } 53 return sum; 54 } 55 int main() 56 { 57 cin>>n; 58 init(); 59 for(int i=1;i<=n;i++) 60 { 61 for(int j=1;j<=n;j++) 62 { 63 int v; 64 cin>>v; 65 if(map[i][j]>v) 66 { 67 map[i][j]=map[j][i]=v; 68 } 69 } 70 } 71 int c; 72 cin>>c; 73 for(int i=1;i<=c;i++) 74 { 75 int a,b; 76 cin>>a>>b; 77 map[a][b]=map[b][a]=0; 78 } 79 /*for(int i=1;i<=n;i++) 80 { 81 int a,b,v; 82 cin>>a>>b>>v; 83 /*if(map[a][b]>v) 84 { 85 map[a][b]=map[b][a]=v; 86 } 87 map[a][b]=v; 88 }*/ 89 cout<<Prim()<<endl; 90 return 0; 91 }View Code