问题描述 给定无向图带权图的数据类型如下 #define MAXVEX 100 typedef char VertexType; typedef int EdgeType; typedef struct { VertexType vexs[MAXVEX]; //顶点表 EdgeType edge[MAXVEX][MAXVEX]; //邻接矩阵,即边表 int vertexNum,edgeNum; }MGraph,*Graph; 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。 请注意,本题有预置代码,只需提交所要求的函数定义代码即可。
时间: 2024-02-25 14:59:28 浏览: 72
C/C++中的typedef和#define详解
以下是题目所需的函数定义代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define MAXVEX 100
typedef char VertexType;
typedef int EdgeType;
typedef struct {
VertexType vexs[MAXVEX]; //顶点表
EdgeType edge[MAXVEX][MAXVEX]; //邻接矩阵,即边表
int vertexNum, edgeNum;
}MGraph, *Graph;
//边的结构体
typedef struct {
int begin, end; //边的起点和终点
int weight; //边的权重
}Edge;
//并查集的结构体
typedef struct {
int father[MAXVEX]; //父节点数组
int rank[MAXVEX]; //秩数组
}UnionFindSet;
//交换两个边的信息
void swapEdge(Edge *e1, Edge *e2) {
Edge tmp = *e1;
*e1 = *e2;
*e2 = tmp;
}
//对边进行快速排序
void quickSortEdge(Edge *edges, int left, int right) {
if (left < right) {
int i = left, j = right;
Edge pivot = edges[left];
while (i < j) {
while (i < j && edges[j].weight >= pivot.weight) {
j--;
}
edges[i] = edges[j];
while (i < j && edges[i].weight <= pivot.weight) {
i++;
}
edges[j] = edges[i];
}
edges[i] = pivot;
quickSortEdge(edges, left, i - 1);
quickSortEdge(edges, i + 1, right);
}
}
//初始化并查集
void initUnionFindSet(UnionFindSet *ufs, int n) {
for (int i = 0; i < n; i++) {
ufs->father[i] = i;
ufs->rank[i] = 0;
}
}
//查找节点所在的集合
int find(UnionFindSet *ufs, int x) {
if (ufs->father[x] != x) {
ufs->father[x] = find(ufs, ufs->father[x]);
}
return ufs->father[x];
}
//合并两个集合
void unionSet(UnionFindSet *ufs, int x, int y) {
int rootX = find(ufs, x);
int rootY = find(ufs, y);
if (rootX != rootY) {
if (ufs->rank[rootX] > ufs->rank[rootY]) {
ufs->father[rootY] = rootX;
} else if (ufs->rank[rootX] < ufs->rank[rootY]) {
ufs->father[rootX] = rootY;
} else {
ufs->father[rootY] = rootX;
ufs->rank[rootX]++;
}
}
}
//Kruskal算法求最小生成树
int Kruskal(Graph g) {
Edge edges[MAXVEX * MAXVEX];
int edgeNum = 0;
for (int i = 0; i < g->vertexNum; i++) {
for (int j = i + 1; j < g->vertexNum; j++) {
if (g->edge[i][j] != 0) {
edges[edgeNum].begin = i;
edges[edgeNum].end = j;
edges[edgeNum].weight = g->edge[i][j];
edgeNum++;
}
}
}
quickSortEdge(edges, 0, edgeNum - 1);
UnionFindSet ufs;
initUnionFindSet(&ufs, g->vertexNum);
int minWeight = 0;
int count = 0;
for (int i = 0; i < edgeNum; i++) {
Edge e = edges[i];
if (find(&ufs, e.begin) != find(&ufs, e.end)) {
unionSet(&ufs, e.begin, e.end);
minWeight += e.weight;
count++;
if (count == g->vertexNum - 1) {
break;
}
}
}
if (count != g->vertexNum - 1) {
return -1;
}
return minWeight;
}
```
其中,`swapEdge()`函数用于交换两个边的信息,`quickSortEdge()`函数用于对边进行快速排序,`initUnionFindSet()`函数用于初始化并查集,`find()`函数用于查找节点所在的集合,`unionSet()`函数用于合并两个集合,`Kruskal()`函数用于实现Kruskal算法求最小生成树的权。
阅读全文