C++使用Kruskal和Prim算法实现最小生成树

这篇文章主要介绍了C++使用Kruskal和Prim算法实现最小生成树,文中示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下

很久以前就学过最小生成树之Kruskal和Prim算法,这两个算法很容易理解,但实现起来并不那么容易。最近学习了并查集算法,得知并查集可以用于实现上述两个算法后,我自己动手实现了最小生成树算法。

宏观上讲,Kruskal算法就是一个合并的过程,而Prim算法是一个吞并的过程,另外在Prim算法中还用到了一种数据结构――优先级队列,用于动态排序。由于这两个算法很容易理解,在此不再赘述。接下来给出我的源代码。

输入

第一行包含两个整数n和m,n表示图中结点个数,m表示图中边的条数;接下来m行,每一行包含三个整数u,v,w,表示途中存在一条边(u,v),并且其权重为w;为了便于调试,我的程序是从文件中输入数据的;

输出

输出程序选择的最小生成树的权值之和以及每一条边信息;

Kruskal算法:

 #include  #include  #include  #include  using namespace std; struct Edge { int u; //边连接的一个顶点编号 int v; //边连接另一个顶点编号 int w; //边的权值 friend bool operator<(const Edge& E1, const Edge& E2) { return E1.w & uset, int n) { uset.assign(n, 0); for (int i = 0; i & uset, int u) { int i = u; while (uset[i] != i) i = uset[i]; return i; } void Kruskal(const vector& edges, int n) { vector uset; vector SpanTree; int Cost = 0, e1, e2; MakeSet(uset, n); for (int i = 0; i > n >> m; vector edges; edges.assign(m, Edge()); for (int i = 0; i > edges[i].u >> edges[i].v >> edges[i].w; sort(edges.begin(), edges.end()); //排序之后,可以以边权值从小到大的顺序选取边 Kruskal(edges, n); in.close(); system("pause"); return 0; }

Prim算法:

 #include  #include  #include  #include  #include  using namespace std; struct Node { int v; int w; Node(int a, int b) :v(a), w(b){} }; struct Edge { int u; int v; int w; Edge(int a, int b, int c) :u(a), v(b), w(c){} friend bool operator<(const Edge& E1, const Edge& E2) { return E1.w>E2.w; } }; int n, m; vector> Adj; priority_queue Q; int FindSet(vector& uset, int v) { int i = v; while (i != uset[i]) i = uset[i]; return i; } void Prim() { int Cost = 0; //用于统计最小生成树的权值之和 vector SpanTree; //用于保存最小生成树的边 vector uset(n,0); //用数组来实现并查集 Edge E(0, 0, 0); for (int i = 0; i v, it->w)); //根据Prim算法,开始时选取结点0,并将结点0与剩余部分的边保存在优先队列中 //循环中每次选取优先队列中权值最小的边,并更新优先队列 while (!Q.empty()) { E = Q.top(); Q.pop(); if (0 != FindSet(uset, E.v)) { Cost += E.w; SpanTree.push_back(E); uset[E.v] = E.u; for (auto it = Adj[E.v].begin(); it != Adj[E.v].end(); it++) if (0 != FindSet(uset, it->v)) Q.push(Edge(E.v, it->v, it->w)); } } cout << "Result:\n"; cout << "Cost: " << Cost << endl; cout << "Edges:\n"; for (int j = 0; j > n >> m; Adj.assign(n, list()); for (int i = 0; i > u >> v >> w; Adj[u].push_back(Node(v,w)); Adj[v].push_back(Node(u,w)); } Prim(); in.close(); system("pause"); return 0; }

就实现而言,Kruskal算法比Prim算法更容易,代码更易于理解。

以上就是C++使用Kruskal和Prim算法实现最小生成树的详细内容,更多请关注0133技术站其它相关文章!

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