某石油公司计划建造一条由东向西的主输油管道。该管道要穿过一个有 n 口油井的油田。从每口油井都要有一条输油管道沿最短路径(或南或北)与主 管道相连。如果给定 n 口油井的位置,即它们的 x 坐标(东西向)和 y 坐标(南 北向),应如何确定主管道的最优位置,即使各油井到主管道之间的输油管道 长度总和最小的位置?并计算各油井到主管道之间的输油管道最小长度总和

时间: 2024-03-14 10:45:55 浏览: 15
这个问题可以使用最小生成树算法 Kruskal 或 Prim 来解决。 首先,我们需要将每个油井看成图中的一个节点,每个节点之间的边权重为它们之间的距离。然后,我们需要在这个图上找到一棵生成树,使得它的边的权重之和最小。这棵生成树上的边就是我们要建造的输油管道。 Kruskal算法是一种贪心算法,它按照边的权值从小到大依次选取边,直到选取的边数等于节点数减一,这些边构成的图就是一棵生成树。Prim算法则是从一个起始节点开始,每次选择与当前生成树距离最近的节点,将它和生成树连接起来,直到生成树包含了所有节点,这样得到的也是一棵生成树。 下面是使用 Prim 算法求解的 C++ 代码示例: ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <queue> #include <cstring> #include <cmath> using namespace std; const int N = 510; int n; int x[N], y[N]; bool st[N]; struct Edge { int a, b; double w; }; double get_dist(int a, int b) { int dx = x[a] - x[b], dy = y[a] - y[b]; return sqrt(dx * dx + dy * dy); } double prim(vector<Edge> edges) { memset(st, 0, sizeof st); priority_queue<pair<double, int>, vector<pair<double, int>>, greater<pair<double, int>>> heap; heap.push({0, 1}); double res = 0; while (heap.size()) { auto t = heap.top(); heap.pop(); int ver = t.second; double distance = t.first; if (st[ver]) { continue; } st[ver] = true; res += distance; for (auto edge : edges) { if (edge.a == ver && !st[edge.b]) { heap.push({edge.w, edge.b}); } if (edge.b == ver && !st[edge.a]) { heap.push({edge.w, edge.a}); } } } return res; } int main() { cin >> n; for (int i = 1; i <= n; i++) { cin >> x[i] >> y[i]; } vector<Edge> edges; for (int i = 1; i <= n; i++) { for (int j = i + 1; j <= n; j++) { double distance = get_dist(i, j); edges.push_back({i, j, distance}); } } double res = prim(edges); printf("%.2lf", res); return 0; } ``` 输入格式: 第一行包含一个整数n,表示油井的数量。 接下来n行,每行包含两个整数xi和yi,表示第i口油井的位置坐标。 输出格式: 一个实数,表示各油井到主管道之间的输油管道最小长度总和,保留两位小数。

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