任意给定一个带权图,求其最小生成树。使用避圈法或破圈法,用c语言编写

时间: 2024-03-12 13:45:14 浏览: 22
以下是使用Prim算法求带权图最小生成树的C语言实现: ``` #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <limits.h> // 定义边的结构体 typedef struct edge { int to; // 终点 int weight; // 权重 struct edge *next; // 指向下一条边的指针 } Edge; // 定义图的结构体 typedef struct graph { int n; // 节点数 Edge **adjList; // 邻接表数组 } Graph; // 创建边 Edge *createEdge(int to, int weight) { Edge *edge = (Edge *) malloc(sizeof(Edge)); edge->to = to; edge->weight = weight; edge->next = NULL; return edge; } // 创建图 Graph *createGraph(int n) { Graph *graph = (Graph *) malloc(sizeof(Graph)); graph->n = n; graph->adjList = (Edge **) malloc(n * sizeof(Edge *)); for (int i = 0; i < n; i++) { graph->adjList[i] = NULL; } return graph; } // 添加边 void addEdge(Graph *graph, int from, int to, int weight) { Edge *edge = createEdge(to, weight); edge->next = graph->adjList[from]; graph->adjList[from] = edge; } // 释放图的内存 void freeGraph(Graph *graph) { for (int i = 0; i < graph->n; i++) { Edge *edge = graph->adjList[i]; while (edge != NULL) { Edge *temp = edge; edge = edge->next; free(temp); } } free(graph->adjList); free(graph); } // 使用Prim算法求最小生成树 void prim(Graph *graph) { int *visited = (int *) malloc(graph->n * sizeof(int)); // 标记节点是否已经加入生成树 int *dist = (int *) malloc(graph->n * sizeof(int)); // 存放节点到生成树的最短距离 int *parent = (int *) malloc(graph->n * sizeof(int)); // 存放节点的父节点 for (int i = 0; i < graph->n; i++) { visited[i] = 0; dist[i] = INT_MAX; parent[i] = -1; } dist[0] = 0; // 将起点加入生成树 for (int i = 0; i < graph->n - 1; i++) { // 找到未加入生成树的节点中到生成树距离最短的节点 int minDist = INT_MAX; int minIndex = -1; for (int j = 0; j < graph->n; j++) { if (!visited[j] && dist[j] < minDist) { minDist = dist[j]; minIndex = j; } } visited[minIndex] = 1; // 将该节点加入生成树 // 更新与该节点相邻的节点到生成树的最短距离 Edge *edge = graph->adjList[minIndex]; while (edge != NULL) { int to = edge->to; int weight = edge->weight; if (!visited[to] && weight < dist[to]) { dist[to] = weight; parent[to] = minIndex; } edge = edge->next; } } // 输出最小生成树的边 printf("最小生成树的边为:\n"); for (int i = 1; i < graph->n; i++) { printf("(%d, %d, %d)\n", parent[i], i, dist[i]); } // 释放内存 free(visited); free(dist); free(parent); } int main() { int n = 5; // 图的节点数 Graph *graph = createGraph(n); addEdge(graph, 0, 1, 2); addEdge(graph, 0, 3, 6); addEdge(graph, 1, 2, 3); addEdge(graph, 1, 3, 8); addEdge(graph, 1, 4, 5); addEdge(graph, 2, 4, 7); addEdge(graph, 3, 4, 9); prim(graph); // 释放内存 freeGraph(graph); return 0; } ``` 上述代码中,我们使用了Prim算法来求最小生成树。首先将起点加入生成树,然后每次找到未加入生成树的节点中到生成树距离最短的节点,将该节点加入生成树,并更新与该节点相邻的节点到生成树的最短距离。最终得到的结果是最小生成树的所有边。

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