数据结构最小生成树的克鲁斯卡尔算法
时间: 2023-12-07 08:39:30 浏览: 93
软考论文范例解读:信息系统项目管理与设计方法的应用
克鲁斯卡尔算法是一种求带权无向图的最小生成树的构造性算法。其基本思想是按照边权值从小到大的顺序,依次选择n-1条边,并保证这n-1条边不构成回路,直到选出的边数达到n-1为止。
具体实现步骤如下:
1. 将图中所有边按照权值从小到大排序。
2. 从权值最小的边开始,依次判断该边的两个端点是否在同一个连通块中,如果不在,则将这条边加入最小生成树中,并将这两个端点所在的连通块合并。
3. 重复步骤2,直到选出的边数达到n-1为止。
下面是一个Python实现的例子:
```python
class UnionFind:
def __init__(self, n):
self.parent = list(range(n))
self.rank = [0] * n
def find(self, x):
if self.parent[x] != x:
self.parent[x] = self.find(self.parent[x])
return self.parent[x]
def union(self, x, y):
px, py = self.find(x), self.find(y)
if px == py:
return False
if self.rank[px] < self.rank[py]:
self.parent[px] = py
elif self.rank[px] > self.rank[py]:
self.parent[py] = px
else:
self.parent[py] = px
self.rank[px] += 1
return True
def kruskal(n, edges):
uf = UnionFind(n)
edges.sort(key=lambda x: x[2])
res = []
for u, v, w in edges:
if uf.union(u, v):
res.append((u, v, w))
if len(res) == n - 1:
break
return res
# 示例
n = 5
edges = [(0, 1, 2), (0, 3, 6), (1, 2, 3), (1, 3, 8), (1, 4, 5), (2, 4, 7), (3, 4, 9)]
res = kruskal(n, edges)
print(res) # 输出:[(0, 1, 2), (1, 2, 3), (1, 4, 5), (0, 3, 6)]
```
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