用c++编写程序,图用邻接矩阵存储,实现克鲁斯卡尔算法
时间: 2025-01-02 18:44:45 浏览: 21
在C++中,利用邻接矩阵存储图并实现克鲁斯卡尔(Kruskal's)算法通常会涉及以下几个步骤:
1. **定义数据结构**:
- 使用二维数组或者动态数组(std::vector)作为邻接矩阵,其中行和列对应图中的顶点,矩阵中的元素表示两个顶点之间是否有边以及边的权重。
```cpp
#include <vector>
using namespace std;
bool graph[vertices][vertices]; // 邻接矩阵,0表示无边,非零表示有边及其权重
```
2. **构建图**:
- 初始化图的邻接矩阵,可以手动设置,也可以通过用户输入等方式填充。
3. **排序边**:
- 对所有的边按照权重进行升序排列,这一步可以使用`sort`函数配合自定义比较器完成。
4. **克鲁斯卡尔算法核心**:
- 创建一个空的结果集,并从最小的边开始(即第一条边)。检查这条边是否形成了一个环(通过检查结果集中添加的顶点集合),如果不形成,则加入结果集;否则跳过它。
- 迭代所有未加入结果集的边,重复上述过程,直到所有连通分量的边都被考虑。
5. **实现细节**:
- 可能需要额外的数据结构如优先队列(如`priority_queue`)来辅助查找当前最小边,同时跟踪已经加入结果集的顶点。
6. **输出结果**:
- 最终的结果是一个包含最小生成树边的集合,可以打印出来展示。
以下是简化版的代码片段:
```cpp
vector<pair<int, pair<int, int>>> edges; // 边的集合,(权重, (起点, 终点))
// 排序边
sort(edges.begin(), edges.end());
vector<int> includedVertices; // 已经加入结果集的顶点
int resultGraph[vertices][vertices]; // 结果图
for (const auto &edge : edges) {
int u = edge.second.first;
int v = edge.second.second;
if (!visited[u] && !visited[v] && resultGraph[u][v] == 0) { // 检查是否形成环
includedVertices.push_back(u);
includedVertices.push_back(v); // 添加边
resultGraph[u][v] = edge.first;
resultGraph[v][u] = edge.first; // 矩阵是对称的
}
}
```
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