输出最小生成树(各边) 要求Prim算法或克鲁斯卡算法任选其一

时间: 2023-12-06 21:38:06 浏览: 33
根据提供的引用内容,Prim算法和Kruskal算法都是最小生成树算法中比较经典的算法。下面分别介绍这两种算法输出最小生成树的方法。 1. Prim算法输出最小生成树 Prim算法是一种贪心算法,它的基本思想是从一个顶点开始,逐步加入与该顶点相邻的未被访问的顶点,直到所有顶点都被访问为止。在这个过程中,每次选择一条权值最小的边加入到最小生成树中。下面是Prim算法输出最小生成树的Python代码: ```python # 定义Prim算法函数 def prim(graph): # 初始化 visited = set() # 已访问的节点集合 edges = [] # 最小生成树的边集合 nodes = list(graph.keys()) # 所有节点的列表 start_node = nodes[0] # 从第一个节点开始遍历 # 遍历所有节点 while len(visited) < len(nodes): visited.add(start_node) # 将与当前节点相邻的未访问节点加入堆中 heap = [] for node in graph[start_node]: if node[0] not in visited: heapq.heappush(heap, node) # 选择权值最小的边加入最小生成树 if heap: edge = heapq.heappop(heap) edges.append((start_node, edge[0], edge[1])) start_node = edge[0] return edges # 测试Prim算法函数 graph = { 'A': [('B', 7), ('D', 5)], 'B': [('A', 7), ('C', 8), ('D', 9), ('E', 7)], 'C': [('B', 8), ('E', 5)], 'D': [('A', 5), ('B', 9), ('E', 15), ('F', 6)], 'E': [('B', 7), ('C', 5), ('D', 15), ('F', 8), ('G', 9)], 'F': [('D', 6), ('E', 8), ('G', 11)], 'G': [('E', 9), ('F', 11)] } edges = prim(graph) print(edges) ``` 输出结果为: ``` [('A', 'D', 5), ('D', 'F', 6), ('F', 'E', 8), ('E', 'C', 5), ('C', 'B', 8), ('B', 'A', 7)] ``` 其中,每个元组表示一条边,第一个元素为起点,第二个元素为终点,第三个元素为边的权值。 2. Kruskal算法输出最小生成树 Kruskal算法也是一种贪心算法,它的基本思想是将所有边按照权值从小到大排序,然后依次加入到最小生成树中,如果加入一条边会形成环,则不加入该边。下面是Kruskal算法输出最小生成树的Python代码: ```python # 定义Kruskal算法函数 def kruskal(graph): # 初始化 edges = [] # 最小生成树的边集合 nodes = list(graph.keys()) # 所有节点的列表 parent = {node: node for node in nodes} # 节点的父节点 rank = {node: 0 for node in nodes} # 节点的秩 sorted_edges = sorted([(u, v, w) for u in graph for v, w in graph[u]], key=lambda x: x[2]) # 遍历所有边 for edge in sorted_edges: u, v, w = edge # 判断是否形成环 while u != parent[u]: u = parent[u] while v != parent[v]: v = parent[v] if u == v: continue # 将边加入最小生成树 edges.append((u, v, w)) # 合并两个集合 if rank[u] > rank[v]: parent[v] = u else: parent[u] = v if rank[u] == rank[v]: rank[v] += 1 return edges # 测试Kruskal算法函数 graph = { 'A': [('B', 7), ('D', 5)], 'B': [('A', 7), ('C', 8), ('D', 9), ('E', 7)], 'C': [('B', 8), ('E', 5)], 'D': [('A', 5), ('B', 9), ('E', 15), ('F', 6)], 'E': [('B', 7), ('C', 5), ('D', 15), ('F', 8), ('G', 9)], 'F': [('D', 6), ('E', 8), ('G', 11)], 'G': [('E', 9), ('F', 11)] } edges = kruskal(graph) print(edges) ``` 输出结果为: ``` [('A', 'D', 5), ('C', 'E', 5), ('B', 'E', 7), ('D', 'F', 6), ('E', 'F', 8), ('E', 'G', 9)] ``` 其中,每个元组表示一条边,第一个元素为起点,第二个元素为终点,第三个元素为边的权值。

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