Prime算法

匿名 (未验证) 提交于 2019-12-03 00:03:02

MST(Minimum Spanning Tree,最小生成树)问题有两种通用的解法,Prim算法就是其中之一,它是从点的方面考虑构建一颗MST,大致思想是:设图G顶点集合为U,首先任意选择图G中的一点作为起始点a,将该点加入集合V,再从集合U-V中找到另一点b使得点b到V中任意一点的权值最小,此时将b点也加入集合V;以此类推,现在的集合V={a,b},再从集合U-V中找到另一点c使得点c到V中任意一点的权值最小,此时将c点加入集合V,直至所有顶点全部被加入V,此时就构建出了一颗MST。因为有N个顶点,所以该MST就有N-1条边,每一次向集合V中加入一个点,就意味着找到一条MST的边。
原文链接:https://blog.csdn.net/yeruby/article/details/38615045

 

下面用图和代码来解释:

 

 我们首先定义一个数组:lowcost[i];我们初始将V1作为起点,那么lowcost[2] = 6,lowcost[3] = 1,lowcost[4] = 5,lowcost[5] = inf,lowcost[6] = inf;(其中inf=0x7ffffff,i指的是以i为终点的路径的长度,若没有一步可达的路径那么就赋值为inf)

 

 我们明显可以看出,以V3为终点的路径最短那么就将V3加入集合V中,lowcost[2]=5,lowcost[3]=0,lowcost[4]=5,lowcost[5]=6,lowcost[6]=4,

将lowcost[3]标记为0,说明V3已经加入到集合V中了。 同时在这里更新以V3为起点所能直接到达的点的最短路。

 


此时,因为点V6的加入,需要更新lowcost数组

lowcost[2]=5,lowcost[3]=0,lowcost[4]=2,lowcost[5]=6,lowcost[6]=0

 

 


明显看出,以V4为终点的边的权值最小=2

 

 

 


此时,因为点V4的加入,需要更新lowcost数组:

lowcost[2]=5,lowcost[3]=0,lowcost[4]=0,lowcost[5]=6,lowcost[6]=0

重复执行直到所有点都加入集合V;

#include <iostream>  #define Max 100 #define MaxCost 0x7fffffff using namespace std;  int Graph[Max][Max];  void prime(int n) {     int lowcost[Max]; ;     int i, j, min1, minid, sum = 0;     for (i = 2; i <= n; i++) {         lowcost[i] = Graph[1][i];      }     mst[1] = 0;     for (i = 2; i <= n; i++) {         min1 = MaxCost;         minid = 0;         for (j = 2; j <= n; j++) {             if (lowcost[j] < min1 && lowcost[j] != 0) {                 min1 = lowcost[j];                    }         }                sum += min1;         lowcost[minid] = 0;         for (j = 2; j <= n; j++) {             if (Graph[minid][j] < lowcost[j]) {                 lowcost[j] = Graph[minid][j];                   }         }     }     cout << sum; }  int main() {     ios::sync_with_stdio(false);     int n, m;//n为顶点的个数,m为边;     int i, j;     cin >> n >> m;     for (i = 1; i <= n; i++) {         for (j = 1; j <= n; j++) {             Graph[i][j] = MaxCost;         }     }     int b, e, cost;     for (i = 1; i <= m; i++) {         cin >> b >> e >> cost;         Graph[b][e] = cost;         Graph[e][b] = cost;     }      prime(n);     return 0; }

 

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