利用 Kruskal 算法求解最小生成树问题,用Python语言描述算法
时间: 2024-09-30 14:15:50 浏览: 27
Kruskal算法是一种用于寻找无向图中最小生成树的贪心算法。以下是使用Python实现的基本步骤:
1. **排序边**:首先,对所有图的边按权重(权值越小优先)进行排序。
```python
edges = [(weight, (u, v)) for u, v, weight in graph.edges(data='weight')]
sorted_edges = sorted(edges)
```
2. **初始化集合**:创建两个集合,一个包含所有的顶点(`vertices`),另一个只包含未添加到最小生成树的边(`forest`)。
```python
vertices = set(graph.nodes)
forest = edges.copy()
```
3. **构建最小生成树**:循环遍历排序后的边,每次选择一条连接两个不同集合(即增加边的两个顶点不在同一个集合)的边,并将其添加到最小生成树(通过合并集合表示)。如果这条边将形成环,则跳过它。
```python
mst = []
while vertices and forest:
weight, edge = forest.pop(0) # 获取当前权重最小的边
u, v = edge
if u not in vertices or v not in vertices: # 检查不在集合中的边
continue
mst.append(edge) # 添加到最小生成树
vertices.remove(u) # 移除已加入集合的节点
vertices.remove(v)
```
4. **返回结果**:最后得到的就是最小生成树的一系列边(可以转换为邻接表或其他形式的表示)。
```python
return mst
```
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