最小生成樹-prime演算法
阿新 • • 發佈:2019-01-31
Prime演算法的核心步驟是:在帶權連通圖中V是包含所有頂點的集合, U已經在最小生成樹中的節點,從圖中任意某一頂點v開始,此時集合U={v},重複執行下述操作:在所有u∈U,w∈V-U的邊(u,w)∈E中找到一條權值最小的邊,將(u,w)這條邊加入到已找到邊的集合,並且將點w加入到集合U中,當U=V時,就找到了這顆最小生成樹。
其實,演算法的核心步驟就是:在所有u∈U,w∈V-U的邊(u,w)∈E中找到一條權值最小的邊。
知道了普利姆演算法的核心步驟,下面我就用圖示法來演示一下工作流程,如圖:
首先,確定起始頂點。我以頂點A作為起始點。根據查詢法則,與點A相鄰的點有點B和點H,比較AB與AH,我們選擇點B,如下圖。並將點B加入到U中。
繼續下一步,此時集合U中有{A,B}兩個點,再分別以這兩點為起始點,根據查詢法則,找到邊BC(當有多條邊權值相等時,可選任意一條),如下圖。並將點C加入到U中。
繼續,此時集合U中有{A,B,C}三個點,根據查詢法則,我們找到了符合要求的邊CI,如下圖。並將點I加入到U中。
繼續,此時集合U中有{A,B,C,I}四個點,根絕查詢法則,找到符合要求的邊CF,如下圖。並將點F加入到集合U中。
繼續,依照查詢法則我們找到邊FG,如下圖。並將點G加入到U中。
繼續,依照查詢法則我們找到邊GH,如下圖。並將點H加入到U中。
繼續,依照查詢法則我們找到邊CD,如下圖。並將點D加入到U中。
繼續,依照查詢法則我們找到邊DE,如下圖。並將點E加入到U中。
此時,滿足U = V,即找到了這顆最小生成樹。
同樣, 我繼續用POJ 2395這題為例子給出程式碼:
#include <iostream> #include <string.h> using namespace std; const int MAXN = 2010; const int INF = 1 << 30; int map[MAXN][MAXN]; int N, M; int lowcost[MAXN]; void init() { for(size_t i = 0; i <= N; ++i) for(size_t j = 0; j <= N; ++j) map[i][j] = INF; } int prime() { for(size_t i = 1; i <= N; ++i) lowcost[i] = map[1][i]; int min; bool visited[N + 1];// index begin from 1 not 0 int ans = -1; memset(visited, false, sizeof(visited)); lowcost[1] = 0; visited[1] = true; for(size_t i = 1; i < N; ++i)//loop N - 1 times { min = INF; int k; for(size_t j = 1; j <= N; ++j)// find the minimun edge between two edge set { if(!visited[j] && min > lowcost[j]) { min = lowcost[j]; k = j; } } visited[k] = true; ans = ans > min ? ans : min; for(size_t j = 1; j <= N; ++j)// update the array of lowcost { if(!visited[j] && lowcost[j] > map[k][j]) lowcost[j] = map[k][j]; } } return ans; } int main() { while(cin >> N >> M) { init(); int x, y, c; for(size_t i = 0; i < M; ++i) { cin >> x >> y >> c; if(map[x][y] > c) map[x][y] = c; if(map[y][x] > c) map[y][x] = c; } cout << prime() << endl; } }