5. java编写克鲁斯卡尔算法构造最小生成树

克鲁斯卡尔算法是一种求解最小生成树的经典算法，其基本思想是贪心算法。以下是使用Java实现克鲁斯卡尔算法构造最小生成树的代码：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;

class Graph {
    private int[] parent;
    private int[] rank;

    public Graph(int n) {
        parent = new int[n];
        rank = new int[n];

        for (int i = 0; i < n; i++) {
            parent[i] = i;
            rank[i] = 0;
        }
    }

    private int find(int x) {
        if (parent[x] != x) {
            parent[x] = find(parent[x]);
        }
        return parent[x];
    }

    private void union(int x, int y) {
        int xRoot = find(x);
        int yRoot = find(y);

        if (rank[xRoot] < rank[yRoot]) {
            parent[xRoot] = yRoot;
        } else if (rank[xRoot] > rank[yRoot]) {
            parent[yRoot] = xRoot;
        } else {
            parent[xRoot] = yRoot;
            rank[yRoot]++;
        }
    }

    public List<Edge> kruskalMST(List<Edge> edges) {
        List<Edge> result = new ArrayList<>();
        Collections.sort(edges, Comparator.comparingInt(e -> e.weight));

        for (Edge edge : edges) {
            int u = edge.u;
            int v = edge.v;
            int w = edge.weight;

            if (find(u) != find(v)) {
                union(u, v);
                result.add(edge);
            }
        }

        return result;
    }
}

class Edge {
    int u;
    int v;
    int weight;

    public Edge(int u, int v, int weight) {
        this.u = u;
        this.v = v;
        this.weight = weight;
    }
}

public class KruskalMST {
    public static void main(String[] args) {
        int n = 5;
        List<Edge> edges = new ArrayList<>();
        edges.add(new Edge(0, 1, 2));
        edges.add(new Edge(0, 3, 6));
        edges.add(new Edge(1, 2, 3));
        edges.add(new Edge(1, 3, 8));
        edges.add(new Edge(1, 4, 5));
        edges.add(new Edge(2, 4, 7));
        edges.add(new Edge(3, 4, 9));

        Graph graph = new Graph(n);
        List<Edge> result = graph.kruskalMST(edges);

        for (Edge edge : result) {
            System.out.println(edge.u + " - " + edge.v + ": " + edge.weight);
        }
    }
}

在上面的代码中，我们首先定义了一个Graph类，其中包含了find和union两个函数，分别用于查找节点的根节点和合并两个不同的集合。然后，我们定义了一个Edge类，用于表示图中的边。最后，在main函数中，我们定义了一个包含边的列表，然后使用Graph类的kruskalMST函数求解最小生成树，并打印结果。