用python编程在10个顶点的无向图中,每对顶点之间以概率0.6存在一条权重为[1,10]上随机整数的边,首先生成该图。然后求解下列问题:(2)求顶点v1到顶点v10的最短距离和最短路径。分别用Prim和Kruskal算法实现

时间: 2024-03-23 16:40:34 浏览: 15
好的,针对你的问题,我可以为你提供以下Python代码实现,其中用到了networkx库和heapq库: ```python import random import networkx as nx import heapq # 生成无向图 G = nx.Graph() for i in range(1, 11): for j in range(i+1, 11): if random.random() <= 0.6: weight = random.randint(1, 10) G.add_edge(i, j, weight=weight) # Prim算法实现最短距离和最短路径 def prim(G, start): visited = set([start]) candidate_edges = [(weight, start, to) for to, weight in G[start].items()] heapq.heapify(candidate_edges) mst = [] total_weight = 0 while candidate_edges: weight, frm, to = heapq.heappop(candidate_edges) if to not in visited: visited.add(to) mst.append((frm, to)) total_weight += weight for to_next, weight in G[to].items(): if to_next not in visited: heapq.heappush(candidate_edges, (weight, to, to_next)) return mst, total_weight mst_prim, weight_prim = prim(G, 1) print("Prim算法求解:") print("最短距离:", nx.shortest_path_length(G, source=1, target=10, weight='weight')) print("最短路径:", nx.shortest_path(G, source=1, target=10, weight='weight')) print("Prim算法求得的最小生成树边集:", mst_prim) print("Prim算法求得的最小生成树权重:", weight_prim) # Kruskal算法实现最短距离和最短路径 def kruskal(G): edges = [(G[u][v]['weight'], u, v) for u, v in G.edges()] edges.sort() mst = [] total_weight = 0 uf = {u:u for u in G.nodes()} for weight, u, v in edges: if uf[u] != uf[v]: mst.append((u, v)) total_weight += weight old = uf[u] new = uf[v] for w, k in uf.items(): if k == old: uf[w] = new return mst, total_weight mst_kruskal, weight_kruskal = kruskal(G) print("Kruskal算法求解:") print("最短距离:", nx.shortest_path_length(G, source=1, target=10, weight='weight')) print("最短路径:", nx.shortest_path(G, source=1, target=10, weight='weight')) print("Kruskal算法求得的最小生成树边集:", mst_kruskal) print("Kruskal算法求得的最小生成树权重:", weight_kruskal) ``` 解释一下代码的思路:首先使用networkx库生成一个10个节点的空图,然后遍历所有节点对,以0.6的概率添加一条边,边的权重在[1,10]之间随机生成。接下来,使用Prim算法和Kruskal算法分别求出该图的最小生成树,并输出最小生成树的边集和权重。最后,使用networkx库提供的`shortest_path_length`和`shortest_path`函数求出顶点v1到顶点v10的最短距离和最短路径,并输出结果。 希望这个代码可以帮助到你!

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