设有无向图G{(1,2)3, (1,3)2, (1,4)6, (2,3)3, (2,5)6, (3,4)6, (3,5)4, (3,6)5, (4,6)1, (5,6)1},要求给出用普里姆算法构造画出其最小生成树。
时间: 2024-08-12 19:07:03 浏览: 68
普里姆(Prim's Algorithm)是一种用于寻找无向图中最小生成树的贪心算法。对于给定的无向图 \(G = \{(1,2), (1,3), (1,4), (2,3), (2,5), (3,4), (3,5), (3,6), (4,6), (5,6)\}\),我们可以通过以下步骤构造最小生成树:
1. **选择一个顶点**:通常选择任意一个顶点作为起始点,这里假设我们从顶点1开始。
2. **添加边**:每次从当前生成树中找出到图中未连接顶点中距离最近的一条边。在当前图中,从顶点1出发,最短边是(1,2)或(1,3)。
3. **扩展生成树**:添加这条边所连接的新顶点(这里可能是2或3),并将这条边记录下来。
4. **重复**:对于新增加的顶点,查找与图中剩余顶点之间的最短边,直到所有顶点都被包含在生成树中。此时,所有连接的边构成的就是最小生成树。
让我们按照这个步骤逐步进行:
- **第一阶段**:从顶点1开始,添加(1,2)或(1,3)中的任意一条边,这里选择(1,2)。
- **第二阶段**:添加顶点2,现在生成树是{(1,2)}。
- **第三阶段**:从顶点2出发,最短边是(2,3),添加边(2,3),生成树变为{(1,2), (2,3)}。
- **第四阶段**:添加顶点3,生成树变为{(1,2), (2,3), (1,3)}。
- **第五阶段**:从顶点3出发,最短边是(3,4),添加边(3,4),生成树变为{(1,2), (2,3), (1,3), (3,4)}。
- **第六阶段**:添加顶点4,生成树变为{(1,2), (2,3), (1,3), (3,4), (3,6)},因为(4,6)已经由(3,4)覆盖。
- **第七阶段**:从顶点4出发,最短边是(4,6),但这时(4,6)会形成环,所以我们不添加这条边,保持不变。
- **第八阶段**:从顶点3继续,最短边是(3,5),添加边(3,5),生成树变为{(1,2), (2,3), (1,3), (3,4), (3,5)}。
- **第九阶段**:添加顶点5,生成树变为{(1,2), (2,3), (1,3), (3,4), (3,5), (2,5)}。
- **第十阶段**:从顶点5出发,最短边是(5,6),添加边(5,6),生成树变为{(1,2), (2,3), (1,3), (3,4), (3,5), (2,5), (5,6)}。
此时,图的所有顶点都已被包含,且生成的树是最小生成树,因为它是所有可能生成树中边的总权重最小的。
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