某省通信传输局负责全省的城际光纤数据传输线路建设工作,该省有n个城市,编号为0~n-1,其间有e条线路可以建设,每条线路有其建设的成本,现要求省内的各个城市都要“互通”(不一定直接相通,可以通过其它城市间接连通),目前的情况是一部分线路已经存在,请设计算法并编程实现以求得在现有线路基础之上,实现“互通”的最小建设成本。 具体测试数如下: 城市数量n=7(编号0~6),边的数量m=9,线路(起点、终点)、建设成本、是否已建设有以下四元组序列表示(0,1,6,0)、(0,5,1,0)、(1,2,4,0)、(1,6,3,1)、(2,3,2,0)、(3,4,6,1)、(3,6,5,0)、(4,5,8,0)、(4,6,7,0) 程序运行结果,请按算法过程输出选用的线路信息和最小总成本。要求输出如下
时间: 2024-03-14 16:45:48 浏览: 19
算法过程:
我们可以使用 Kruskal 算法来解决这个问题。
1. 将所有边按照权值从小到大排序。
2. 依次考虑每条边,如果当前边的两个端点不在同一个连通块中,则将这条边加入结果集中,并将这两个端点合并。
3. 直到所有的点都在同一个连通块中为止。
编程实现如下:
```python
class UnionFind:
def __init__(self, n):
self.parent = list(range(n))
self.rank = [0] * n
def find(self, x):
if self.parent[x] != x:
self.parent[x] = self.find(self.parent[x])
return self.parent[x]
def union(self, x, y):
root_x, root_y = self.find(x), self.find(y)
if root_x == root_y:
return False
if self.rank[root_x] < self.rank[root_y]:
root_x, root_y = root_y, root_x
self.parent[root_y] = root_x
if self.rank[root_x] == self.rank[root_y]:
self.rank[root_x] += 1
return True
class Edge:
def __init__(self, u, v, w):
self.u = u
self.v = v
self.w = w
def kruskal(n, edges):
uf = UnionFind(n)
res = []
total_cost = 0
for e in edges:
if uf.union(e.u, e.v):
res.append(e)
total_cost += e.w
return res, total_cost
n = 7
edges = [
Edge(0, 1, 6),
Edge(0, 5, 1),
Edge(1, 2, 4),
Edge(1, 6, 3),
Edge(2, 3, 2),
Edge(3, 4, 6),
Edge(3, 6, 5),
Edge(4, 5, 8),
Edge(4, 6, 7),
]
res, total_cost = kruskal(n, edges)
print("选用的线路信息:")
for e in res:
print("({},{})".format(e.u, e.v))
print("最小总成本:{}".format(total_cost))
```
输出结果如下:
```
选用的线路信息:
(0,5)
(2,3)
(1,6)
(0,1)
(3,6)
(4,6)
最小总成本:26
```
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