用C语言完成下面的任务:在n个城市之间建设网络,只需保证连通即可,求最经济的架设方法。存储结构自定。要求用克鲁什卡尔算法求解,如有优化,要有优化过程。城市之间关系图如下图所示,城市编号和名称如下表所示。
时间: 2024-03-09 20:47:41 浏览: 95
在n个城市建设通信网络,只需架设n-1条线路即可。设计算法,求出如果以最低的经济代价建设这个通信网络。
好的,这是一个经典的最小生成树问题,可以使用克鲁斯卡尔算法来解决。下面是具体步骤:
1. 定义边的结构体,包括起点、终点和权值。
```
struct Edge {
int u, v; // 起点和终点
int w; // 权值
};
```
2. 定义城市的结构体,包括城市编号和名称。
```
struct City {
int id; // 城市编号
char name[20]; // 城市名称
};
```
3. 构建无向图的邻接矩阵,表示城市之间的关系。
```
int graph[N][N] = {
{0, 12, INF, INF, INF, 16, 14},
{12, 0, 10, INF, INF, 7, INF},
{INF, 10, 0, 3, 5, 6, INF},
{INF, INF, 3, 0, 4, INF, INF},
{INF, INF, 5, 4, 0, 2, 8},
{16, 7, 6, INF, 2, 0, 9},
{14, INF, INF, INF, 8, 9, 0}
};
```
其中,INF 表示两个城市之间没有直接的道路。
4. 定义一个比较函数,用于将边按权值从小到大排序。
```
bool cmp(Edge a, Edge b) {
return a.w < b.w;
}
```
5. 构建边集数组,并将其按权值从小到大排序。
```
Edge edges[N*N];
int cnt = 0;
for (int i = 0; i < N; i++) {
for (int j = i+1; j < N; j++) {
if (graph[i][j] != INF) {
edges[cnt].u = i;
edges[cnt].v = j;
edges[cnt].w = graph[i][j];
cnt++;
}
}
}
sort(edges, edges+cnt, cmp);
```
6. 定义并查集,用于判断两个点是否在同一个连通块中。
```
int fa[N];
void init() {
for (int i = 0; i < N; i++) {
fa[i] = i;
}
}
int find(int x) {
return x == fa[x] ? x : fa[x] = find(fa[x]);
}
void unite(int x, int y) {
fa[find(x)] = find(y);
}
bool same(int x, int y) {
return find(x) == find(y);
}
```
7. 使用克鲁斯卡尔算法求解最小生成树。
```
init(); // 初始化并查集
Edge ans[N]; // 保存最小生成树的边
int k = 0; // 记录已经选择的边的数量
for (int i = 0; i < cnt; i++) {
int u = edges[i].u;
int v = edges[i].v;
int w = edges[i].w;
if (!same(u, v)) { // 如果不在同一个连通块中
unite(u, v); // 合并连通块
ans[k++] = edges[i]; // 记录选择的边
}
}
```
8. 输出最小生成树的边及其权值,即最经济的架设方法。
```
for (int i = 0; i < k; i++) {
printf("%s - %s: %d\n", cities[ans[i].u].name, cities[ans[i].v].name, ans[i].w);
}
```
完整代码如下:
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