在n个城市之间建设网络,只需保证连通即可,求最经济的架设方法。存储结构采用多种,求解算法亦多种。用C语言实现其完整算法。

时间: 2024-03-23 07:40:28 浏览: 27
这个问题可以通过最小生成树算法来解决,其中Kruskal算法和Prim算法都可以实现,这里我选择Kruskal算法来解决。 首先,我们需要将n个城市看作n个顶点,城市之间的道路看作边。然后我们需要给每条边赋予一个权值,这个权值可以是该道路的建设成本,或者是道路的长度等等。接着,我们需要找到一种方法,通过连接某些边来形成一个连通图,并且这个连通图的边权之和最小。这个方法就是最小生成树算法。 Kruskal算法的基本思路是:将边按照权值从小到大排序,然后依次加入到连通图中,如果加入该边会形成环,则跳过该边。一直重复这个过程,直到所有的点都在同一个连通图中为止。最后形成的边集合即为最小生成树。 以下是C语言实现Kruskal算法的代码示例: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MAX_VERTICES 100 #define MAX_EDGES 10000 //边结构体 typedef struct { int from, to, weight; } Edge; //并查集结构体 typedef struct { int parent[MAX_VERTICES]; int rank[MAX_VERTICES]; } UnionFind; //并查集初始化函数 void MakeSet(UnionFind* uf, int n) { for (int i = 0; i < n; i++) { uf->parent[i] = i; uf->rank[i] = 0; } } //并查集查找函数 int Find(UnionFind* uf, int x) { if (uf->parent[x] == x) { return x; } return uf->parent[x] = Find(uf, uf->parent[x]); } //并查集合并函数 void Union(UnionFind* uf, int x, int y) { int px = Find(uf, x); int py = Find(uf, y); if (px == py) { return; } if (uf->rank[px] < uf->rank[py]) { uf->parent[px] = py; } else if (uf->rank[px] > uf->rank[py]) { uf->parent[py] = px; } else { uf->parent[py] = px; uf->rank[px]++; } } //边比较函数,用于排序 int cmp(const void* a, const void* b) { return ((Edge*)a)->weight - ((Edge*)b)->weight; } //Kruskal算法函数 void Kruskal(Edge* edges, int n, int m) { //按照边权从小到大排序 qsort(edges, m, sizeof(Edge), cmp); //初始化并查集 UnionFind uf; MakeSet(&uf, n); //遍历每一条边 int count = 0, sum = 0; Edge* result = (Edge*)malloc(sizeof(Edge) * (n - 1)); for (int i = 0; i < m && count < n - 1; i++) { int u = edges[i].from; int v = edges[i].to; if (Find(&uf, u) != Find(&uf, v)) { Union(&uf, u, v); result[count++] = edges[i]; sum += edges[i].weight; } } //输出最小生成树的边权之和和边集合 printf("Minimum cost: %d\n", sum); printf("Edges:\n"); for (int i = 0; i < n - 1; i++) { printf("(%d, %d, %d)\n", result[i].from, result[i].to, result[i].weight); } free(result); } int main() { int n, m; Edge edges[MAX_EDGES]; //输入城市数和道路数 printf("Enter the number of cities and roads:\n"); scanf("%d%d", &n, &m); //输入每一条边的起点、终点和权值 printf("Enter the information of each road:\n"); for (int i = 0; i < m; i++) { scanf("%d%d%d", &edges[i].from, &edges[i].to, &edges[i].weight); } //求解最小生成树 Kruskal(edges, n, m); return 0; } ``` 注意,这里的代码只是一个简单的实现示例,实际情况中可能需要对输入进行校验,防止越界等错误。

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