利用C语言中的普利姆算法生成无向带权图的最小生成树
时间: 2023-06-16 11:02:46 浏览: 167
数据结构普利姆算法课程设计
普利姆算法(Prim算法)是一种贪心算法,用于求解加权无向图的最小生成树。它的基本思想是从一个顶点开始,每次选择一条权值最小的边与已选的顶点集合相连,直到所有顶点都被选中为止。
下面是利用C语言实现普利姆算法生成无向带权图的最小生成树的代码:
```c
#include<stdio.h>
#include<limits.h>
#define V 5 //顶点数
#define INF INT_MAX //无穷大
//找到未被包含在最小生成树中的最小权值的顶点
int minKey(int key[], int mstSet[])
{
int min = INF, min_index;
for(int i = 0; i < V; i++)
if(mstSet[i] == 0 && key[i] < min)
min = key[i], min_index = i;
return min_index;
}
//打印生成的最小生成树
void printMST(int parent[], int graph[V][V])
{
printf("Edge \tWeight\n");
for(int i = 1; i < V; i++)
printf("%d - %d \t%d \n", parent[i], i, graph[i][parent[i]]);
}
//生成无向带权图的最小生成树
void primMST(int graph[V][V])
{
int parent[V]; //存储生成树的父节点
int key[V]; //用于选择最小权值的顶点
int mstSet[V]; //用于存储已经被包含在最小生成树中的顶点
//初始化所有顶点的key值为无穷大,mstSet值为0,parent值为-1
for(int i = 0; i < V; i++)
key[i] = INF, mstSet[i] = 0, parent[i] = -1;
//将第一个顶点作为初始点
key[0] = 0;
parent[0] = -1;
//生成V-1个顶点的最小生成树
for(int i = 0; i < V-1; i++)
{
//找到未被包含在最小生成树中的最小权值的顶点
int u = minKey(key, mstSet);
//将这个顶点包含在最小生成树中
mstSet[u] = 1;
//更新与该顶点相邻的顶点的key值和parent值
for(int v = 0; v < V; v++)
if(graph[u][v] && mstSet[v] == 0 && graph[u][v] < key[v])
parent[v] = u, key[v] = graph[u][v];
}
//打印生成的最小生成树
printMST(parent, graph);
}
int main()
{
int graph[V][V] = {{0, 2, 0, 6, 0},
{2, 0, 3, 8, 5},
{0, 3, 0, 0, 7},
{6, 8, 0, 0, 9},
{0, 5, 7, 9, 0}};
primMST(graph);
return 0;
}
```
在上述代码中,我们使用了一个二维数组`graph`来存储无向带权图,数组的下标表示顶点的编号,数组的值表示边的权值。在`primMST()`函数中,我们使用了三个数组`parent`、`key`和`mstSet`来存储生成树的父节点、选择最小权值的顶点和已经被包含在最小生成树中的顶点。在`minKey()`函数中,我们找到未被包含在最小生成树中的最小权值的顶点,并返回其编号。在`printMST()`函数中,我们打印生成的最小生成树的边和权值。在`main()`函数中,我们创建一个无向带权图并调用`primMST()`函数来生成最小生成树。
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