修建所有城市间高铁的费用预算后,为了降低成本节省费用,要设计最经济的建设方案,应该尽量减少修建高铁的条数,但又要保证所有城市都能连通,那么必须修建n-1条高铁线路,而且总费用还要最低。在此我们通过普里姆方法生成最小生成树来实现高铁修建最经济方案。普里姆方法生成最小生成树的过程如图7-16所示,在此不再介绍具体过程。具体算法如下,首先,采用邻接矩阵方法存储图,然后,定义一个辅助数组,用来存储从U集合中某顶点出发到其他顶点边上的权值,以及存储该边依附在U中的顶点下标,最后,实现普里姆方法生成最小生成树的算法。 生成代码
时间: 2024-01-03 21:05:33 浏览: 156
数据结构-3期(KC002) 高铁修建最经济方案设计.docx
以下是使用邻接矩阵实现普里姆算法生成最小生成树的示例代码:
```python
def prim_algorithm(n, graph):
# 初始化U和V集合,以及dist数组
U = set()
V = set(range(1, n))
dist = [float('inf')] * n
dist[0] = 0
parent = [-1] * n
# 循环直到所有顶点都被加入到U集合中
while len(U) < n:
# 从dist数组中选出权值最小的边
min_dist = float('inf')
min_idx = -1
for i in V:
if dist[i] < min_dist:
min_dist = dist[i]
min_idx = i
# 将该边所连接的顶点加入到U集合中,并更新dist数组和parent数组
U.add(min_idx)
V.remove(min_idx)
for j in V:
if graph[min_idx][j] < dist[j]:
dist[j] = graph[min_idx][j]
parent[j] = min_idx
# 构造最小生成树的边列表
edges = []
for i in range(1, n):
edges.append((i, parent[i]))
return edges
```
其中,n表示顶点的数量,graph是一个n*n的邻接矩阵,表示图中各个顶点之间的边权值。函数返回最小生成树的边列表,每个边用一个二元组(u, v)表示,表示连接顶点u和v的一条边。在函数内部,我们使用一个辅助数组parent来存储每个顶点在最小生成树中的父节点下标,以便构造最小生成树的边列表。
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