编写一个程序,实现求解带权连通图中最小生成树的算法

时间: 2024-02-05 10:12:04 浏览: 34
我们可以使用Prim算法或Kruskal算法来求解带权连通图中最小生成树。 以下是Prim算法的Python实现: ``` import heapq def prim(graph): # 初始化 mst = {} visited = [False] * len(graph) heap = [(0, 0)] # (权重, 节点) while heap: weight, node = heapq.heappop(heap) if visited[node]: continue visited[node] = True mst[node] = weight for neighbor, weight in graph[node]: if not visited[neighbor]: heapq.heappush(heap, (weight, neighbor)) return mst ``` 其中,graph表示带权连通图,每个节点表示为一个数字,每个节点的邻居表示为一个二元组(邻居节点, 权重)的列表。该算法使用一个最小堆来存储当前所有可用的边,每次从堆中取出权重最小的边,将其加入最小生成树中,并将该边所连接的节点加入堆中。 以下是Kruskal算法的Python实现: ``` def kruskal(graph): # 初始化 mst = {} parent = [i for i in range(len(graph))] rank = [0] * len(graph) edges = [] # 将所有边加入堆中 for node in range(len(graph)): for neighbor, weight in graph[node]: edges.append((weight, node, neighbor)) # 根据边的权重排序 edges.sort() def find(x): if parent[x] != x: parent[x] = find(parent[x]) return parent[x] def union(x, y): px, py = find(x), find(y) if px != py: if rank[px] > rank[py]: parent[py] = px else: parent[px] = py if rank[px] == rank[py]: rank[py] += 1 # 遍历所有边,加入最小生成树 for weight, node1, node2 in edges: if find(node1) != find(node2): union(node1, node2) mst[node1] = weight return mst ``` 其中,graph表示带权连通图,每个节点表示为一个数字,每个节点的邻居表示为一个二元组(邻居节点, 权重)的列表。该算法使用并查集来维护当前已连接的节点,每次选择权重最小的边,如果该边的两个节点不在同一个集合中,则将它们连接起来,并将该边加入最小生成树中。

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