Prim算法---最小生成树

时间:2023-03-10 07:07:44
Prim算法---最小生成树
最小生成树的Prim算法也是贪心算法的一大经典应用。Prim算法的特点是时刻维护一棵树,算法不断加边,加的过程始终是一棵树。
Prim算法过程:

一条边一条边地加, 维护一棵树。

初始 E = {}空集合, V = {任意节点}

循环(n – 1)次,每次选择一条边(v1,v2), 满足:v1属于V , v2不属于V。且(v1,v2)权值最小。

E = E + (v1,v2)
V = V + v2

最终E中的边是一棵最小生成树, V包含了全部节点。

以下图为例介绍Prim算法的执行过程。
Prim算法---最小生成树

Prim算法的过程从A开始 V = {A}, E = {}
Prim算法---最小生成树
选中边AF , V = {A, F}, E = {(A,F)} 
Prim算法---最小生成树
选中边FB, V = {A, F, B}, E = {(A,F), (F,B)}
Prim算法---最小生成树
选中边BD, V = {A, B, F, D},   E = {(A,F), (F,B), (B,D)}
Prim算法---最小生成树
选中边DE, V = {A, B, F, D, E},   E = {(A,F), (F,B), (B,D), (D,E)}
 Prim算法---最小生成树
选中边BC, V = {A, B, F, D, E, c},   E = {(A,F), (F,B), (B,D), (D,E), (B,C)}, 算法结束。

最后,我们来提供输入输出数据,由你来写一段程序,实现这个算法,只有写出了正确的程序,才能继续后面的课程。
输入
第1行:2个数N,M中间用空格分隔,N为点的数量,M为边的数量。(2 <= N <= 1000, 1 <= M <= 50000)
第2 - M + 1行:每行3个数S E W,分别表示M条边的2个顶点及权值。(1 <= S, E <= N,1 <= W <= 10000)
输出
输出最小生成树的所有边的权值之和。
输入示例
9 14
1 2 4
2 3 8
3 4 7
4 5 9
5 6 10
6 7 2
7 8 1
8 9 7
2 8 11
3 9 2
7 9 6
3 6 4
4 6 14
1 8 8
输出示例
37
请选取你熟悉的语言,并在下面的代码框中完成你的程序,注意数据范围,最终结果会造成Int32溢出,这样会输出错误的答案。
不同语言如何处理输入输出,请查看下面的语言说明。
简单的最小生成树,自己写的代码一直过不了
AC代码(prim算法)
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<map>
#include<cstring>
#include<string>
#include<algorithm>
#include<queue>
#include<vector>
#include<stack>
#include<cstdlib>
#include<cctype>
#include<cstring>
#include<cmath>
using namespace std;
const int inf=0x3f3f3f3f;
int G[1001][1001];//邻接矩阵
int vis[1001],lowc[1001];
int prim(int G[][1001],int n){
int i,j,p,minc,res=0;
memset(vis,0,sizeof(vis));
vis[1]=1;//从1开始访问
for(i=2;i<=n;i++) lowc[i]=G[1][i];
for(i=2;i<=n;i++){
minc=inf; p=-1;
for(j=1;j<=n;j++){
if(vis[j]==0&&lowc[j]<minc){
minc=lowc[j]; p=j;
}
}
//cout<<minc<<endl;
if(inf==minc) return -1;//原图不联通
res+=minc; vis[p]=1;
for(j=1;j<=n;j++){//更新lowc[]
if(vis[j]==0&&lowc[j]>G[p][j]){
lowc[j]=G[p][j];
}
}
}
return res;
} int main()
{
int n,m;
while(cin>>n>>m){
int x,y,w;
memset(G,inf,sizeof(G));//首先记录所有边的权为inf
for(int i=1;i<=m;i++){
cin>>x>>y>>w;
G[x][y]=G[y][x]=w;
//cout<<G[x][y]<<endl;
}
//int res=prim(n);
cout<<prim(G,n)<<endl;
}
return 0;
}

  

自己写的代码不知道错哪了(kruskal算法)
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<algorithm> using namespace std; struct tr
{
int s,e,w;
}p[50000+10]; bool cmp(tr x, tr y)
{
return x.w < y.w;
} int n,m;
int f[1000+10];
int i,j;
long long ans; int find(int x) //找父亲
{
int r = x;
while(f[r] != r)
r = f[r];
return r;
int i = x, j;
while(i != r)
{
j = f[i];
f[i] = r;
r = j;
}
} void join(int x, int y)
{
int fx = find(x);
int fy = find(y);
if(fx != fy)
f[fx] = fy;
} int kruskal()
{
sort(p, p+m, cmp);
for(i=0; i<n; i++)
{
f[i] == i;//初始化 父亲节点
}
for(i=0; i<n; i++)
{
if(find(p[i].s) != find(p[i].e))
{
join(p[i].e, p[i].s);
ans += p[i].w;
}
}
return ans;
} int main()
{
ans=0;
scanf("%d %d",&n,&m);
for(i=0; i<m; i++)
{
scanf("%d %d %d",&p[i].s, &p[i].e, &p[i].w);
}
kruskal();
printf("%lld\n",ans);
return 0;
}

  

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