貪心演算法——Prim最小生成樹
阿新 • • 發佈:2019-01-02
1、首先介紹一下什麼是貪心演算法:
貪心演算法(又稱貪婪演算法)是指,在對問題求解時,總是做出在當前看來是最好的選擇。也就是說,不從整體最優上加以考慮,他所做出的是在某種意義上的區域性最優解。ps:不懂得話可以百度百科,仔細瞭解。
2、prim演算法的原理:
從連通網N={V,E}中的某一頂點U0出發,選擇與它關聯的具有最小權值的邊(U0,v),將其頂點加入到生成樹的頂點
集合U中。以後每一步從一個頂點在U中,而另一個頂點不在U中的各條邊中選擇權值最小的邊(u,v),把它的頂點
加入到集合U中。如此繼續下去,直到網中的所有頂點都加入到生成樹頂點集合U中為止。
3、
Prim演算法
設G=(V,E)是連通帶權圖,V={1,2,…,n}。構造G的最小生成樹的Prim演算法的基本思想是:
(1)置S={1}
(2)只要S是V的真子集,就作如下的貪心選擇
選取滿足條件i ∈ S,j ∈ V-S,且c[i][j]最小的邊,將頂點j新增到S中。
一直到S=V時為止。
(3)選取到的所有邊恰好構成G的一棵最小生成樹。
程式碼:
#include <iostream> #include <vector> #include <limits> using namespace std ; class TreeNode//定義一個最小生成樹類 { public: int m_firstNode; int m_lastNode ; int m_Value ; TreeNode (int firstNode= 0, int lastNode = 0, int Value = 0) { m_firstNode=firstNode; m_lastNode =lastNode; m_Value =Value; } }; class Prim //定義一個Prim演算法的類 { private: vector<vector<int> > m_nvvalues ; //無向連通圖 vector<TreeNode> MinTree ; //最小生成樹 int NodeCount; //無相連通圖的結點數 public: Prim (const vector<vector<int> >& vnvalues) { m_nvvalues = vnvalues ; NodeCount = (int)m_nvvalues.size () ; } void DoPrim () { // 是否被訪問標誌 vector<bool> bFlag (NodeCount, false) ; bFlag[0]=true ; int firstNode ; int lastNode; int k=0 ; while(k<NodeCount-1) { //voctor<int>的最大值,也是預設值 int nMaxWeight=numeric_limits<int>::max () ; // 找到當前最短路徑 int i = 0 ; while (i<NodeCount) { if(!bFlag[i]) { ++ i ; continue ; } for (int j = 0; j < NodeCount; ++ j) { if (!bFlag[j] && nMaxWeight > m_nvvalues[i][j]) { nMaxWeight = m_nvvalues[i][j] ; firstNode = i ; lastNode = j ; } } ++ i ; } bFlag[lastNode] = true ; MinTree.push_back (TreeNode(firstNode, lastNode, nMaxWeight)) ; ++k ; } // 輸出結果 for (vector<TreeNode>::const_iterator ite = MinTree.begin() ; ite != MinTree.end() ; ++ ite ) { cout << (*ite).m_firstNode+1 << "->" << (*ite).m_lastNode+1<< " : " << (*ite).m_Value << endl ; } } } ; int main() { const int NodeCount=6 ;//定義結點個數 vector<vector<int> > values(NodeCount);//定義一個二維容器用來儲存連通圖 for(size_t i=0;i<values.size();++i)//重定義容器的大小 { values[i].resize(NodeCount,numeric_limits<int>::max()) ; } //將連通圖中的權值賦值 values[0][1] = 6 ; values[0][2] = 1 ; values[0][3] = 5 ; values[1][0] = 6 ; values[1][2] = 5 ; values[1][4] = 3 ; values[2][0] = 1 ; values[2][1] = 5 ; values[2][3] = 5 ; values[2][4] = 6 ; values[2][5] = 4 ; values[3][0] = 5 ; values[3][2] = 5 ; values[3][5] = 2 ; values[4][1] = 3 ; values[4][2] = 6 ; values[4][5] = 6 ; values[5][2] = 4 ; values[5][3] = 2 ; values[5][4] = 6 ; //定義一個prim類的物件 Prim prim1(values) ; //使用prim類的DoPrim方法實現Prim演算法 prim1.DoPrim () ; return 0 ; }