1.建立一个带权无向图(用邻接表表示); 2.判断此图是否是连通图; 3.若是连通图,用Prim算法求出该图的最小生成树。
时间: 2023-08-31 14:35:35 浏览: 160
### 回答1:
1. 建立一个带权无向图(用邻接表表示)
要建立一个带权无向图,需要定义一个结构体来表示每个点,这个结构体包含了点的编号、坐标、权值以及一个邻接表。邻接表是一个链表,用于存储与该点相连的边的信息。
下面是一个示例:
```
struct Vertex {
int id; // 点的编号
double x, y; // 点的坐标
double weight; // 点的权值
list<Edge> adj; // 邻接表
};
struct Edge {
int u, v; // 边的两个端点
double weight; // 边的权值
};
// 定义图
vector<Vertex> graph;
```
要增加一条边,可以使用如下代码:
```
// 加入一条从点u到点v,权值为w的边
void add_edge(int u, int v, double w) {
graph[u].adj.push_back({u, v, w});
graph[v].adj.push_back({v, u, w});
}
```
2. 判断此图是否是连通图
如果图中所有的点都是可以互相到达的,则称这张图是连通的。反之,如果图中有一些点是不能互相到达的,则称这张图是不连通的。
可以使用深度优先搜索或广度优先搜索来判断图是否连通。
下面是一个使用深度优先搜索的算法:
```
bool is_connected(int u) {
vector<bool> visited(graph.size(), false); // 记
### 回答2:
1. 建立一个带权无向图(用邻接表表示):
以4个顶点的图为例,邻接表表示如下:
顶点0:1(权重为2),2(权重为3)
顶点1:0(权重为2),2(权重为4),3(权重为5)
顶点2:0(权重为3),1(权重为4),3(权重为1)
顶点3:1(权重为5),2(权重为1)
2. 判断此图是否是连通图:
通过深度优先搜索或广度优先搜索都可以判断图的连通性。从任意一个顶点开始遍历,能够到达所有其他顶点,即可判断为连通图。
以该图为例,以顶点0为起点进行深度优先搜索,可以访问到所有顶点,所以该图是连通图。
3. 若是连通图,用Prim算法求出该图的最小生成树:
Prim算法是一种贪婪算法。首先选择一个起始顶点,然后通过不断地选择与已经选择的顶点中权重最小的边,将新的顶点加入到已选择的顶点集合中,直到所有的顶点都被选择为止。这样构成的树就是图的最小生成树。
以该图为例,从顶点0开始进行Prim算法的最小生成树的构建过程如下:
选取起始顶点0,将其加入已选择的顶点集合。
顶点0与顶点1的边权重最小,将顶点1加入已选择的顶点集合,将边(0, 1)加入生成树。
顶点1与顶点3的边权重最小,将顶点3加入已选择的顶点集合,将边(1, 3)加入生成树。
顶点1与顶点2的边权重最小,将顶点2加入已选择的顶点集合,将边(1, 2)加入生成树。
最终得到的最小生成树为:
顶点0与顶点1的边(权重为2)
顶点1与顶点3的边(权重为5)
顶点1与顶点2的边(权重为4)
### 回答3:
1. 建立一个带权无向图(用邻接表表示):
邻接表是一种常用的图的表示方法,适用于稀疏图。对于带权无向图,可以使用邻接表来表示。邻接表是由一个顶点数组和一个边链表组成,顶点数组记录了图中的所有顶点,边链表则记录了每个顶点的邻接顶点以及对应的权值。
例如,假设有一个带权无向图包含5个顶点和7条边,每个边的权值分别为1、2、3、4、5、6、7。那么对应的邻接表如下:
顶点数组:[1, 2, 3, 4, 5]
边链表:{1: [(2, 1)], 2: [(1, 1), (3, 2)], 3: [(2, 2), (4, 3)], 4: [(3, 3), (5, 4)], 5: [(4, 4)]}
其中,顶点数组中的数字表示顶点的编号,边链表中的元组表示连接的另一个顶点以及权值。
2. 判断此图是否是连通图:
连通图是指图中任意两个顶点之间都存在路径的图。我们可以使用深度优先搜索、广度优先搜索或并查集等方法来判断一个图是否是连通图。
在邻接表表示的图中,我们可以从任意一个顶点开始进行深度优先搜索或广度优先搜索,如果能遍历到所有的顶点,则说明图是连通的。如果存在未被遍历到的顶点,则说明图不是连通图。
3. 若是连通图,用Prim算法求出该图的最小生成树:
Prim算法是一种用于求解带权无向连通图的最小生成树的算法。算法的核心思想是从某一起始顶点出发,逐步选择权值最小的边连接到未访问的顶点,直到所有顶点都被访问。
具体步骤如下:
1) 选择任意一个顶点作为起始顶点。
2) 将起始顶点加入集合T,并将所有与起始顶点相邻的边加入到边集合S中。
3) 在集合S中选择权值最小的边,将其连接的顶点加入到集合T中,同时将该边从集合S中移除。
4) 重复步骤3,直至集合T中包含所有的顶点。
5) 最终结果就是集合T中的边,它们连接起来构成了该图的最小生成树。
在每次选择权值最小的边时,我们可以使用最小堆来加速寻找过程,以提高Prim算法的效率。
因此,使用Prim算法可以求解出连通图的最小生成树。
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