经典问题----最小生成树(prim普里姆贪心算法)
题目简述:假如有一个无向连通图,有n个顶点,有许多(带有权值即长度)边,让你用在其中选n-1条边把这n个顶点连起来,不漏掉任何一个点,然后这n-1条边的权值总和最小,就是最小生成树了,注意,不可绕成圈。
思路简介:对比普里姆和克鲁斯卡尔算法,克鲁斯卡尔算法主要针对边来展开,边数少时效率比较高,所以对于稀疏图有较大的优势;而普里姆算法对于稠密图,即边数非常多的情况下更好一些。其大致思路为在现有顶点中任意寻找一个顶点,将他作为根结点,然后在与他连接的所有边中,选择一条最短的边,同时将这条边两端的顶点做上标记,接着搜索所有连接做上标记的两个顶点的边,在除去已经使用过的边中寻找最短的边,如果有相同长度的不同边,则任选一条,接着搜索连接3点的边,重复以上过程。
简单代码:
#include <iostream> #include <cmath> #include<stdio.h> #include <cstdio> #include <cstring> #include<algorithm> #include<time.h> using namespace std; #define Maxn 110 #define INF 9999999 int maz[Maxn][Maxn], lowcase[Maxn], flag[Maxn]; //maz[i][j]表示i到j的距离,注意无向图和重边!lowcase数组存的是现已在树里的点所能到达的点的最小权值 //flag数组是用来标记某个点是否已经在树里面 int prim(int n) { int i, j, ans = 0, pos, min;//ans为最小生成树权重,pos为现有边的另一个顶点,mi为当前边的值 memset(flag, 0, sizeof(flag));//设置所有的顶点为未访问,即0 for (i = 2; i <= n; ++i) lowcase[i] = maz[1][i];//先以1作为根节点,更新lowcase数组 lowcase[1] = 0;//为了数组里的值全 flag[1] = 1;//1这个点标记为已在树里面,防止绕成圈 for (i = 0; i < n - 1; ++i)//循环n-1次,每次找一个点纳入到树里面,加上1根节点总共就是n个点 { min = INF;//mi为每次在lowcase数组里找到的最小值,所以刚开始赋值成最大值 , //inf一般是因为得到的数值,超出浮点数的表示范围(溢出,即阶码部分超过其能表示的最大值);而nan一般是因为对浮点数进行了未定义的操作,如对-1开方。 for (j = 1; j <= n; ++j) { if (!flag[j] && lowcase[j] < min)//未重复 边较小 { min = lowcase[j]; pos = j;//记录另一端顶点 } } ans += min; flag[pos] = 1;//标记这一步确定好的顶点 for (j = 1; j <= n; ++j)//用新的节点更新lowcase数组 { if (!flag[j] && maz[pos][j] < lowcase[j]) { lowcase[j] = maz[pos][j]; } } } return ans; } int main() { int n, i, j; while (~scanf("%d", &n) && n)//输入有几个顶点 { for (i = 1; i <= n; ++i)//构建无向邻接矩阵 { for (j = 1; j <= n; ++j) maz[i][j] = i == j ? 0 : INF; }//刚开始得把数组里的数存成无穷大 ,那样后期就只需改存在边的数值 int a, b, c;//a,b为边起始,结束点,c为边长度 for (i = 0; i < n*(n - 1) / 2; ++i) { scanf("%d%d%d", &a, &b, &c); if (c < maz[a][b])//确保输入边有效 maz[a][b] = maz[b][a] = c;//无向图+重边 } int ans = prim(n); printf("%d\n", ans); } return 0; }
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