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。