请设计int Kruskal(Graph g)函数。 该函数用Kruskal算法求g的最小生成树的权,并返回最小生成树的权。 如果最小生成树不存在,则返回-1。 C语言
时间: 2023-07-22 11:36:19 浏览: 88
Kruskal算法求最小生成树.doc
好的,以下是使用 C 语言实现 Kruskal 算法的代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX_VERTICES 1000
struct Edge {
int u, v, w; // 边的两个端点和权值
};
struct Graph {
int num_vertices; // 节点数
int num_edges; // 边数
struct Edge edges[MAX_VERTICES * (MAX_VERTICES - 1) / 2]; // 存储所有边
};
struct DisjointSet {
int parent[MAX_VERTICES]; // 存储节点的祖先
int rank[MAX_VERTICES]; // 存储节点的秩
};
// 并查集初始化
void make_set(struct DisjointSet *dsu, int n) {
for (int i = 0; i < n; i++) {
dsu->parent[i] = i;
dsu->rank[i] = 0;
}
}
// 查找节点的祖先
int find(struct DisjointSet *dsu, int x) {
if (dsu->parent[x] != x) {
dsu->parent[x] = find(dsu, dsu->parent[x]);
}
return dsu->parent[x];
}
// 合并两个节点集合
void union_set(struct DisjointSet *dsu, int x, int y) {
int px = find(dsu, x);
int py = find(dsu, y);
if (px == py) {
return;
}
if (dsu->rank[px] < dsu->rank[py]) {
dsu->parent[px] = py;
} else if (dsu->rank[px] > dsu->rank[py]) {
dsu->parent[py] = px;
} else {
dsu->parent[px] = py;
dsu->rank[py]++;
}
}
// Kruskal 算法求最小生成树权值
int kruskal(struct Graph *g) {
struct Edge *edges = g->edges;
int num_vertices = g->num_vertices;
int num_edges = g->num_edges;
struct DisjointSet dsu;
make_set(&dsu, num_vertices);
int mst_weight = 0;
int mst_size = 0;
for (int i = 0; i < num_edges; i++) {
int u = edges[i].u;
int v = edges[i].v;
int w = edges[i].w;
if (find(&dsu, u) != find(&dsu, v)) {
mst_weight += w;
union_set(&dsu, u, v);
mst_size++;
}
if (mst_size == num_vertices - 1) {
return mst_weight;
}
}
return -1;
}
int main() {
struct Graph g = {
.num_vertices = 4,
.num_edges = 5,
.edges = {{0, 1, 2}, {0, 2, 3}, {0, 3, 4}, {1, 2, 5}, {2, 3, 1}}
};
int mst_weight = kruskal(&g);
if (mst_weight == -1) {
printf("Minimum spanning tree does not exist\n");
} else {
printf("Minimum spanning tree weight: %d\n", mst_weight);
}
return 0;
}
```
其中,DisjointSet 结构体用于维护节点集合的合并和查找操作。注意需要先初始化 DisjointSet,然后才能使用 find 和 union_set 函数。Graph 结构体用于存储图的信息,包括节点数、边数和所有边的信息。kruskal 函数用于实现 Kruskal 算法求最小生成树权值,返回值为-1表示最小生成树不存在。
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