用 java语言以测试驱动开发实现最小生成树算法:Prim 和 Kruskal 算法

时间: 2023-10-12 15:11:23 浏览: 104
CPP

最小生成树 prim算法和Kruskal算法实现

star4星 · 用户满意度95%
Prim算法: ```java import java.util.ArrayList; import java.util.HashSet; import java.util.List; import java.util.PriorityQueue; import java.util.Set; public class PrimMST { public static List<Edge> primMST(Graph graph) { List<Edge> result = new ArrayList<>(); Set<Integer> visited = new HashSet<>(); PriorityQueue<Edge> pq = new PriorityQueue<>((a, b) -> a.weight - b.weight); visited.add(0); for (Edge e : graph.edges[0]) { pq.offer(e); } while (!pq.isEmpty() && visited.size() < graph.vertices) { Edge e = pq.poll(); if (visited.contains(e.to)) { continue; } visited.add(e.to); result.add(e); for (Edge next : graph.edges[e.to]) { if (!visited.contains(next.to)) { pq.offer(next); } } } return result; } } ``` Kruskal算法: ```java import java.util.ArrayList; import java.util.Collections; import java.util.Comparator; import java.util.List; public class KruskalMST { public static List<Edge> kruskalMST(Graph graph) { List<Edge> result = new ArrayList<>(); UnionFind uf = new UnionFind(graph.vertices); List<Edge> edges = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < graph.vertices; i++) { edges.addAll(graph.edges[i]); } // sort edges by weight Collections.sort(edges, Comparator.comparingInt(a -> a.weight)); for (Edge e : edges) { int root1 = uf.find(e.from); int root2 = uf.find(e.to); if (root1 != root2) { uf.union(root1, root2); result.add(e); } } return result; } } ``` 测试代码: ```java import org.junit.jupiter.api.Assertions; import org.junit.jupiter.api.Test; import java.util.List; public class TestMST { @Test public void testPrim() { Graph g = new Graph(5); g.addEdge(0, 1, 2); g.addEdge(0, 3, 6); g.addEdge(1, 3, 8); g.addEdge(1, 2, 3); g.addEdge(1, 4, 5); g.addEdge(2, 4, 7); g.addEdge(3, 4, 9); List<Edge> result = PrimMST.primMST(g); Assertions.assertEquals(result.size(), 4); Assertions.assertTrue(result.contains(new Edge(0, 1, 2))); Assertions.assertTrue(result.contains(new Edge(1, 2, 3))); Assertions.assertTrue(result.contains(new Edge(1, 4, 5))); Assertions.assertTrue(result.contains(new Edge(0, 3, 6))); } @Test public void testKruskal() { Graph g = new Graph(5); g.addEdge(0, 1, 2); g.addEdge(0, 3, 6); g.addEdge(1, 3, 8); g.addEdge(1, 2, 3); g.addEdge(1, 4, 5); g.addEdge(2, 4, 7); g.addEdge(3, 4, 9); List<Edge> result = KruskalMST.kruskalMST(g); Assertions.assertEquals(result.size(), 4); Assertions.assertTrue(result.contains(new Edge(0, 1, 2))); Assertions.assertTrue(result.contains(new Edge(1, 2, 3))); Assertions.assertTrue(result.contains(new Edge(1, 4, 5))); Assertions.assertTrue(result.contains(new Edge(0, 3, 6))); } } ```
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