最小生成树Kruskal算法,C语言实现
时间: 2024-10-27 16:11:31 浏览: 128
最小生成树算法C语言代码实例
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最小生成树Kruskal算法是一种用于求解无向图中最短路径的贪心算法,它通过不断合并边来构建一棵连通且权值之和最小的树。以下是C语言实现Kruskal算法的一个简单步骤:
1. **排序边**:首先对所有边按照权重从小到大排序。
2. **初始化并集**:将所有顶点视为独立的集合,可以用数组或哈希表表示每个顶点所属的集合。
3. **遍历边**:
- 检查当前边是否连接两个不同的集合(即它们的起始点和终点所在的集合不同)。
- 如果可以形成一条新的边且不会形成环路,则合并这两个集合,并记录下这条边。
4. **重复步骤3直到生成树包含n-1条边**:因为生成树需要覆盖n个顶点,所以最少需要n-1条边。
5. **结果**:最后剩下的树就是最小生成树。
下面是C语言的基本伪代码示例:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 结构体定义边
typedef struct Edge {
int src, dest, weight;
} Edge;
// 并查集结构体
typedef struct UnionFind {
int parent[vertices];
int size[vertices];
} UF;
// 边比较函数
int compareEdges(Edge a, Edge b) {
return a.weight < b.weight;
}
// Kruskal算法
void kruskal(int vertices, Edge edges[], int numEdges) {
// 排序边
qsort(edges, numEdges, sizeof(Edge), compareEdges);
// 初始化并查集
for (int i = 0; i < vertices; i++) {
uf.parent[i] = i;
uf.size[i] = 1;
}
int count = 0;
while (count < vertices - 1) {
Edge current = edges[count++]; // 取下一个最小的边
if (!unionFind(current.src, current.dest, &uf)) { // 合并节点,如果没形成环则添加
printf("Adding edge (%d, %d) with weight %d\n", current.src, current.dest, current.weight);
}
}
}
// 查找并返回集合根
int findSet(int v, UF *uf) {
if (v != uf->parent[v]) {
uf->parent[v] = findSet(uf->parent[v], uf);
}
return uf->parent[v];
}
// 判断并合并两个集合
int unionFind(int u, int v, UF *uf) {
int rootU = findSet(u, uf);
int rootV = findSet(v, uf);
if (rootU == rootV) return 0; // 已经在同一个集合内,不需要合并
if (uf->size[rootU] > uf->size[rootV]) {
uf->parent[rootV] = rootU;
uf->size[rootU] += uf->size[rootV];
} else {
uf->parent[rootU] = rootV;
uf->size[rootV] += uf->size[rootU];
}
return 1;
}
int main() {
// 输入数据...
return 0;
}
```
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