设计一个c语言程序实现采用克鲁斯卡尔算法求最小生成树
时间: 2023-07-22 10:07:56 浏览: 98
好的,以下是一个简单的C语言程序实现克鲁斯卡尔算法求最小生成树的过程:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 定义边的结构体
struct Edge {
int start, end, weight;
};
// 定义并查集结构体
struct UnionFind {
int *parent;
int count;
};
// 初始化并查集
void initUnionFind(struct UnionFind *uf, int n) {
uf->parent = malloc(sizeof(int) * n);
uf->count = n;
for (int i = 0; i < n; i++) {
uf->parent[i] = i;
}
}
// 查找并查集的根节点
int find(struct UnionFind *uf, int x) {
while (x != uf->parent[x]) {
uf->parent[x] = uf->parent[uf->parent[x]];
x = uf->parent[x];
}
return x;
}
// 合并两个并查集
void merge(struct UnionFind *uf, int p, int q) {
int rootP = find(uf, p);
int rootQ = find(uf, q);
if (rootP == rootQ) return;
uf->parent[rootP] = rootQ;
uf->count--;
}
// 比较函数,用于qsort排序
int cmp(const void *a, const void *b) {
struct Edge *e1 = (struct Edge *)a;
struct Edge *e2 = (struct Edge *)b;
return e1->weight - e2->weight;
}
// 克鲁斯卡尔算法求最小生成树
void kruskal(struct Edge *edges, int n, int m) {
// 按边权从小到大排序
qsort(edges, m, sizeof(struct Edge), cmp);
// 初始化并查集
struct UnionFind uf;
initUnionFind(&uf, n);
// 遍历每条边
for (int i = 0; i < m; i++) {
int start = edges[i].start;
int end = edges[i].end;
int weight = edges[i].weight;
// 如果两个点不在同一个并查集中,则将它们合并,并输出这条边
if (find(&uf, start) != find(&uf, end)) {
merge(&uf, start, end);
printf("%d -> %d, weight = %d\n", start, end, weight);
}
// 如果并查集中只剩下一个节点,说明已经生成了最小生成树
if (uf.count == 1) break;
}
}
int main() {
// 假设有5个点,7条边
int n = 5, m = 7;
// 定义边的数组
struct Edge edges[] = {
{0, 1, 2}, {0, 3, 6}, {1, 2, 3},
{1, 3, 8}, {1, 4, 5}, {2, 4, 7},
{3, 4, 9}
};
// 调用克鲁斯卡尔算法求最小生成树
kruskal(edges, n, m);
return 0;
}
```
这个程序实现了一个简单的克鲁斯卡尔算法,用于求无向图的最小生成树。在程序中,我们定义了边的结构体和并查集结构体,分别用于存储图的边和维护并查集。首先按照边权从小到大排序,然后遍历每条边,如果两个端点不在同一个并查集中,则将它们合并,并输出这条边。最终,程序输出的所有边就是最小生成树的边。
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