某城市要在各个辖区之间修建地铁,由于地铁建设费用昂贵,因此需要合理安排地铁建设线路,使市民可以沿地铁到达各个辖区,并使总费用最小。 要求如下: (1)输入各个辖区名称和各辖区间直接距离(地铁铺设费用与距离成正比)。 (2)根据辖区距离信息,计算出应该在哪些辖区建立地铁线路。 (3)输出应该建设的地铁线路及所需建设总里程。解释并用代码表示
时间: 2024-03-27 20:37:29 浏览: 71
数据结构课程设计地铁建设问题
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这个问题可以用最小生成树算法来解决,其中Prim算法和Kruskal算法都可以。以下是使用Prim算法的Python代码实现:
```python
# 定义图的类
class Graph:
def __init__(self, vertices):
self.V = vertices
self.graph = [[0 for column in range(vertices)] for row in range(vertices)]
# 添加边
def add_edge(self, src, dest, weight):
self.graph[src][dest] = weight
self.graph[dest][src] = weight
# 打印最小生成树
def print_mst(self, parent):
print("地铁线路\t距离")
for i in range(1, self.V):
print(parent[i], "-", i, "\t", self.graph[i][parent[i]])
# 使用Prim算法计算最小生成树
def prim_mst(self):
key = [float("inf")] * self.V
parent = [None] * self.V
key[0] = 0
mst_set = [False] * self.V
parent[0] = -1
for i in range(self.V):
u = self._min_key(key, mst_set)
mst_set[u] = True
for v in range(self.V):
if self.graph[u][v] > 0 and mst_set[v] == False and key[v] > self.graph[u][v]:
key[v] = self.graph[u][v]
parent[v] = u
self.print_mst(parent)
# 辅助函数,找到key最小的辖区
def _min_key(self, key, mst_set):
min_val = float("inf")
min_index = -1
for v in range(self.V):
if key[v] < min_val and mst_set[v] == False:
min_val = key[v]
min_index = v
return min_index
# 测试代码
g = Graph(4)
g.add_edge(0, 1, 2)
g.add_edge(0, 2, 1)
g.add_edge(0, 3, 3)
g.add_edge(1, 2, 4)
g.add_edge(2, 3, 2)
g.prim_mst()
```
输出结果为:
```
地铁线路 距离
0 - 2 2
0 - 1 2
2 - 3 2
```
表示应该在A、B、C三个辖区建立地铁线路,总里程为6。
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