prim和kruskal算法c++
时间: 2024-12-20 09:13:32 浏览: 13
最小生成树(Prim,Kruskal)C++代码实现
Prim's算法和Kruskal算法都是图论中用于寻找最小生成树(Minimum Spanning Tree, MST)的经典算法。
**Prim's算法**是一种贪心算法,从一个初始顶点开始,每次选择当前未连接到已选择边集合的节点中距离最近的一个,将其加入并更新最小生成树。这个过程会一直持续直到所有的顶点都被包含。在C++中,可以使用优先队列(如`std::priority_queue`)来存储未加入的边,并按权重排序。
以下是C++实现Prim's算法的基本步骤:
1. 初始化:创建一个集合(通常用邻接矩阵表示),并选取任意一个顶点作为起点。
2. 将起点的所有边添加到优先队列中,按照权重从小到大排序。
3. 当优先队列非空时,取出最小权值边,检查这条边是否将当前生成树扩大到新的顶点,如果是,则添加这条边及其端点,更新优先队列。
4. 重复步骤3,直到所有顶点都在生成树内。
**Kruskal's算法**则采用了分治的思想,它将图看作是一系列边,每次从未形成环的边中选取权值最小的一条加入结果中,直到形成一棵连通树。在C++中,可以使用并查集数据结构来跟踪边的独立性。
以下是C++实现Kruskal's算法的关键部分:
1. 对所有边进行排序,依据边的权值从小到大。
2. 使用并查集维护各个顶点所在的集合。
3. 遍历排序后的边,对于每一条边,如果它的两个端点不在同一个集合里(即它们代表的是两个独立的子图),就合并这两个集合并将该边加入结果中。
4. 重复步骤3,直到添加了(n-1)条边,其中n为顶点数,此时形成了最小生成树。
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