边权取模的最小生成树
时间: 2023-11-20 07:55:25 浏览: 152
最小生成树
边权取模的最小生成树是指在一个带权无向图中,将每条边的权值取模后,得到的新图的最小生成树。这个问题可以使用Kruskal算法或Prim算法来解决。
Kruskal算法的实现步骤如下:
1. 将所有边按照权值从小到大排序。
2. 依次遍历每条边,如果该边的两个端点不在同一个连通块中,则将该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. 直到最小生成树中有n-1条边为止,其中n为图中节点的个数。
代码实现如下(假设边的权值存储在一个二元组中,即(边的权值, 起点, 终点)):
```python
def kruskal(n, edges):
# 初始化并查集
parent = list(range(n))
rank = [0] * n
# 定义并查集的查找函数
def find(x):
if parent[x] != x:
parent[x] = find(parent[x])
return parent[x]
# 定义并查集的合并函数
def union(x, y):
root_x, root_y = find(x), find(y)
if root_x == root_y:
return False
if rank[root_x] < rank[root_y]:
parent[root_x] = root_y
elif rank[root_x] > rank[root_y]:
parent[root_y] = root_x
else:
parent[root_y] = root_x
rank[root_x] += 1
return True
# 将边按照权值从小到大排序
edges.sort()
# 遍历每条边,将其加入最小生成树中
mst = []
for w, u, v in edges:
if union(u, v):
mst.append((w, u, v))
if len(mst) == n - 1:
break
return mst
```
Prim算法的实现步骤如下:
1. 选择一个起点,将其加入最小生成树中。
2. 从与最小生成树相邻的边中,选择一条权值最小的边,将其加入最小生成树中,并将该边的另一个端点加入最小生成树中。
3. 重复步骤2,直到最小生成树中有n-1条边为止,其中n为图中节点的个数。
代码实现如下(假设边的权值存储在一个字典中,即{(起点, 终点): 权值}):
```python
def prim(n, edges):
# 初始化最小生成树和已经加入最小生成树的节点集合
mst = []
visited = set()
# 选择一个起点
start = next(iter(edges.keys()))
# 将起点加入最小生成树和已经加入最小生成树的节点集合
mst.append(start)
visited.add(start[0])
visited.add(start[1])
# 重复选择权值最小的边,并将其加入最小生成树中
while len(mst) < n - 1:
min_edge = None
min_weight = float('inf')
for u, v in mst:
for w, x in edges:
if u == x and v != w and (w, v) not in mst and edges[(w, x)] < min_weight:
min_edge = (w, v)
min_weight = edges[(w, x)]
elif v == x and u != w and (w, u) not in mst and edges[(w, x)] < min_weight:
min_edge = (w, u)
min_weight = edges[(w, x)]
mst.append(min_edge)
visited.add(min_edge[0])
visited.add(min_edge[1])
return mst
```
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