使用C語言實現(xiàn)最小生成樹求解的簡單方法
最小生成樹Prim算法樸素版
有幾點需要說明一下。
1、2個for循環(huán)都是從2開始的,因為一般我們默認開始就把第一個節(jié)點加入生成樹,因此之后不需要再次尋找它。
2、lowcost[i]記錄的是以節(jié)點i為終點的最小邊權(quán)值。初始化時因為默認把第一個節(jié)點加入生成樹,因此lowcost[i] = graph[1][i],即最小邊權(quán)值就是各節(jié)點到1號節(jié)點的邊權(quán)值。
3、mst[i]記錄的是lowcost[i]對應(yīng)的起點,這樣有起點,有終點,即可唯一確定一條邊了。初始化時mst[i] = 1,即每條邊都是從1號節(jié)點出發(fā)。
編寫程序:對于如下一個帶權(quán)無向圖,給出節(jié)點個數(shù)以及所有邊權(quán)值,用Prim算法求最小生成樹。
輸入數(shù)據(jù):
7 11
A B 7
A D 5
B C 8
B D 9
B E 7
C E 5
D E 15
D F 6
E F 8
E G 9
F G 11
輸出:
A - D : 5
D - F : 6
A - B : 7
B - E : 7
E - C : 5
E - G : 9
Total:39
最小生成樹Prim算法樸素版 C語言實現(xiàn) 代碼如下
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MAX 100 #define MAXCOST 0x7fffffff int graph[MAX][MAX]; int Prim(int graph[][MAX], int n) { /* lowcost[i]記錄以i為終點的邊的最小權(quán)值,當lowcost[i]=0時表示終點i加入生成樹 */ int lowcost[MAX]; /* mst[i]記錄對應(yīng)lowcost[i]的起點,當mst[i]=0時表示起點i加入生成樹 */ int mst[MAX]; int i, j, min, minid, sum = 0; /* 默認選擇1號節(jié)點加入生成樹,從2號節(jié)點開始初始化 */ for (i = 2; i <= n; i++) { /* 最短距離初始化為其他節(jié)點到1號節(jié)點的距離 */ lowcost[i] = graph[1][i]; /* 標記所有節(jié)點的起點皆為默認的1號節(jié)點 */ mst[i] = 1; } /* 標記1號節(jié)點加入生成樹 */ mst[1] = 0; /* n個節(jié)點至少需要n-1條邊構(gòu)成最小生成樹 */ for (i = 2; i <= n; i++) { min = MAXCOST; minid = 0; /* 找滿足條件的最小權(quán)值邊的節(jié)點minid */ for (j = 2; j <= n; j++) { /* 邊權(quán)值較小且不在生成樹中 */ if (lowcost[j] < min && lowcost[j] != 0) { min = lowcost[j]; minid = j; } } /* 輸出生成樹邊的信息:起點,終點,權(quán)值 */ printf("%c - %c : %d\n", mst[minid] + 'A' - 1, minid + 'A' - 1, min); /* 累加權(quán)值 */ sum += min; /* 標記節(jié)點minid加入生成樹 */ lowcost[minid] = 0; /* 更新當前節(jié)點minid到其他節(jié)點的權(quán)值 */ for (j = 2; j <= n; j++) { /* 發(fā)現(xiàn)更小的權(quán)值 */ if (graph[minid][j] < lowcost[j]) { /* 更新權(quán)值信息 */ lowcost[j] = graph[minid][j]; /* 更新最小權(quán)值邊的起點 */ mst[j] = minid; } } } /* 返回最小權(quán)值和 */ return sum; } int main() { int i, j, k, m, n; int x, y, cost; char chx, chy; /* 讀取節(jié)點和邊的數(shù)目 */ scanf("%d%d", &m, &n); getchar(); /* 初始化圖,所有節(jié)點間距離為無窮大 */ for (i = 1; i <= m; i++) { for (j = 1; j <= m; j++) { graph[i][j] = MAXCOST; } } /* 讀取邊信息 */ for (k = 0; k < n; k++) { scanf("%c %c %d", &chx, &chy, &cost); getchar(); i = chx - 'A' + 1; j = chy - 'A' + 1; graph[i][j] = cost; graph[j][i] = cost; } /* 求解最小生成樹 */ cost = Prim(graph, m); /* 輸出最小權(quán)值和 */ printf("Total:%d\n", cost); //system("pause"); return 0; }
Kruskal算法:
void Kruskal(Edge E[],int n,int e) { int i,j,m1,m2,sn1,sn2,k; int vset[MAXE]; for (i=0;i<n;i++) vset[i]=i; //初始化輔助數(shù)組 k=1; //k表示當前構(gòu)造最小生成樹的第幾條邊,初值為1 j=0; //E中邊的下標,初值為0 while (k<n) //生成的邊數(shù)小于n時循環(huán) { m1=E[j].u;m2=E[j].v; //取一條邊的頭尾頂點 sn1=vset[m1];sn2=vset[m2]; //分別得到兩個頂點所屬的集合編號 if (sn1!=sn2) //兩頂點屬于不同的集合,該邊是最小生成樹的一條邊 { printf(" (%d,%d):%d/n",m1,m2,E[j].w); k++; //生成邊數(shù)增1 for (i=0;i<n;i++) //兩個集合統(tǒng)一編號 if (vset[i]==sn2) //集合編號為sn2的改為sn1 vset[i]=sn1; } j++; //掃描下一條邊 } }
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