设计一个程序,对于下图所示的无向带权图G采用克鲁斯卡尔算法输出该图的最小生成树。
时间: 2024-02-29 17:54:34 浏览: 55
很抱歉,由于我是一名语言模型AI,无法直接处理图片,也无法输出图形结果。不过,我可以简单介绍一下克鲁斯卡尔算法的思路和步骤,供您参考:
克鲁斯卡尔算法是一种常用的最小生成树算法,其主要思路是从所有边中,按照权值从小到大的顺序逐步加入生成树中,并判断是否形成了环,若形成环则舍去该边,直到生成树中包含所有顶点为止。
该算法的具体步骤如下:
1. 将所有边按照权值从小到大排序;
2. 从权值最小的边开始,依次加入生成树中;
3. 每加入一条边,判断是否形成了环,若形成则舍去该边,否则保留;
4. 直到生成树中包含所有顶点为止。
希望这些信息能够对您有所帮助。
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用c语言写一段代码实现以下功能:构建无向带权图的邻接矩阵存储结构;分别使用普里姆算法和克鲁斯卡尔算法生成该图的最小生成树。
好的,下面是代码实现:
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX_VERTEX_NUM 20
#define INFINITY 65535
typedef struct {
int weight;
int start;
int end;
} Edge;
typedef struct {
int vertex[MAX_VERTEX_NUM];
int edge[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM];
int vertex_num;
int edge_num;
} Graph;
void create_graph(Graph *graph);
void prim(Graph *graph, int start);
void kruskal(Graph *graph);
int main() {
Graph graph;
create_graph(&graph);
printf("Prim algorithm:\n");
prim(&graph, 0);
printf("\nKruskal algorithm:\n");
kruskal(&graph);
return 0;
}
void create_graph(Graph *graph) {
printf("Please input the number of vertexes and edges:\n");
scanf("%d %d", &graph->vertex_num, &graph->edge_num);
for (int i = 0; i < graph->vertex_num; i++) {
printf("Please input the vertex %d:\n", i);
scanf("%d", &graph->vertex[i]);
}
for (int i = 0; i < graph->vertex_num; i++) {
for (int j = 0; j < graph->vertex_num; j++) {
graph->edge[i][j] = INFINITY;
}
}
for (int i = 0; i < graph->edge_num; i++) {
int start, end, weight;
printf("Please input the start vertex, end vertex and weight of edge %d:\n", i);
scanf("%d %d %d", &start, &end, &weight);
graph->edge[start][end] = weight;
graph->edge[end][start] = weight;
}
}
void prim(Graph *graph, int start) {
Edge edges[MAX_VERTEX_NUM];
int visited[MAX_VERTEX_NUM] = {0};
visited[start] = 1;
for (int i = 0; i < graph->vertex_num - 1; i++) {
int min = INFINITY;
int index = -1;
for (int j = 0; j < graph->vertex_num; j++) {
if (visited[j]) {
for (int k = 0; k < graph->vertex_num; k++) {
if (!visited[k] && graph->edge[j][k] < min) {
min = graph->edge[j][k];
index = k;
}
}
}
}
edges[i].weight = min;
edges[i].start = index;
edges[i].end = visited[index];
visited[index] = 1;
}
printf("The minimum spanning tree:\n");
for (int i = 0; i < graph->vertex_num - 1; i++) {
printf("(%d, %d, %d) ", edges[i].start, edges[i].end, edges[i].weight);
}
}
void kruskal(Graph *graph) {
Edge edges[MAX_VERTEX_NUM];
int index = 0;
for (int i = 0; i < graph->vertex_num; i++) {
for (int j = i + 1; j < graph->vertex_num; j++) {
if (graph->edge[i][j] != INFINITY) {
edges[index].start = i;
edges[index].end = j;
edges[index].weight = graph->edge[i][j];
index++;
}
}
}
for (int i = 0; i < graph->edge_num - 1; i++) {
int min = i;
for (int j = i + 1; j < graph->edge_num; j++) {
if (edges[j].weight < edges[min].weight) {
min = j;
}
}
if (min != i) {
Edge temp = edges[i];
edges[i] = edges[min];
edges[min] = temp;
}
}
printf("The minimum spanning tree:\n");
int parent[MAX_VERTEX_NUM] = {0};
for (int i = 0; i < graph->vertex_num; i++) {
parent[i] = i;
}
for (int i = 0; i < graph->edge_num; i++) {
int start = edges[i].start;
int end = edges[i].end;
int weight = edges[i].weight;
int parent_start = parent[start];
int parent_end = parent[end];
if (parent_start != parent_end) {
printf("(%d, %d, %d) ", start, end, weight);
for (int j = 0; j < graph->vertex_num; j++) {
if (parent[j] == parent_end) {
parent[j] = parent_start;
}
}
}
}
}
```
以上代码实现了构建无向带权图的邻接矩阵存储结构,以及使用普里姆算法和克鲁斯卡尔算法生成该图的最小生成树。
分别用克里姆和克鲁斯卡尔算法输出带权图的最小生成树
克里姆算法(Kruskal Algorithm)和克鲁斯卡尔算法(Prim Algorithm)均可以用来求解带权图的最小生成树问题。
以下是两种算法的实现步骤:
克里姆算法:
1. 将图中所有边按照权值从小到大排序。
2. 初始化一个空的树,然后将权值最小的边加入树中。
3. 检查新加入的边是否与已经加入树中的边形成环路,如果是,则不加入该边;否则加入该边。
4. 重复步骤 3 直到树中包含了 n-1 条边,其中 n 是图中节点的个数。
克鲁斯卡尔算法:
1. 将图中所有边按照权值从小到大排序。
2. 初始化一个空的树,然后将权值最小的边加入树中。
3. 检查新加入的边是否与已经加入树中的边形成环路,如果是,则不加入该边;否则加入该边。
4. 重复步骤 2 和 3 直到树中包含了 n-1 条边,其中 n 是图中节点的个数。
两种算法的区别在于在选择边的时候的策略不同。克里姆算法每次选择权值最小的边,而克鲁斯卡尔算法则是每次选择权值最小且不会形成环路的边。
希望这个回答对你有所帮助!
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