用C语言写一个给定一个带权图,用避圈法求其最小生成树的程序

时间: 2023-10-01 19:05:40 浏览: 47
好的,以下是给定一个带权图,用避圈法求其最小生成树的C语言程序: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MAX_VERTEX_NUM 100 // 图中最多顶点个数 #define INF 65535 // 用于表示正无穷大 // 边的数据结构 typedef struct { int u, v; // 两个端点的下标 int weight; // 权重 } Edge; // 图的数据结构 typedef struct { int vertex[MAX_VERTEX_NUM]; // 顶点数组 int edge[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM]; // 邻接矩阵 int vertex_num, edge_num; // 顶点个数和边数 } Graph; // 初始化图 void init(Graph *G) { int i, j; for (i = 0; i < G->vertex_num; i++) { for (j = 0; j < G->vertex_num; j++) { G->edge[i][j] = INF; // 初始化为正无穷大 } } } // 读入图的数据 void read_graph(Graph *G) { int i, j; printf("请输入顶点个数和边数:"); scanf("%d%d", &G->vertex_num, &G->edge_num); printf("请输入顶点的编号:"); for (i = 0; i < G->vertex_num; i++) { scanf("%d", &G->vertex[i]); } init(G); // 初始化图 printf("请输入边的信息(起点、终点、权重):\n"); for (i = 0; i < G->edge_num; i++) { int u, v, w; scanf("%d%d%d", &u, &v, &w); G->edge[u][v] = G->edge[v][u] = w; // 无向图,所以要存储两次 } } // 避圈法求最小生成树 void kruskal(Graph *G, Edge *result) { int i, j, k = 0; int parent[MAX_VERTEX_NUM]; // 记录顶点的父亲 for (i = 0; i < G->vertex_num; i++) { parent[i] = -1; // 初始时所有顶点都没有父亲 } Edge edges[MAX_VERTEX_NUM * MAX_VERTEX_NUM]; // 存储所有边的数组 for (i = 0; i < G->vertex_num; i++) { for (j = i + 1; j < G->vertex_num; j++) { if (G->edge[i][j] < INF) { // 如果有边,则存储到数组中 edges[k].u = i; edges[k].v = j; edges[k].weight = G->edge[i][j]; k++; } } } // 对所有边按权值从小到大排序 for (i = 0; i < k - 1; i++) { for (j = i + 1; j < k; j++) { if (edges[i].weight > edges[j].weight) { Edge temp = edges[i]; edges[i] = edges[j]; edges[j] = temp; } } } // 逐个加入边,直到形成树 for (i = 0; i < k; i++) { int u = edges[i].u, v = edges[i].v; while (parent[u] != -1) { u = parent[u]; } while (parent[v] != -1) { v = parent[v]; } if (u != v) { // 如果不在同一棵树上,则加入该边 parent[u] = v; result[i] = edges[i]; } } } // 输出最小生成树 void print_result(Graph *G, Edge *result) { int i; printf("最小生成树的边为:\n"); for (i = 0; i < G->vertex_num - 1; i++) { printf("(%d, %d) %d\n", G->vertex[result[i].u], G->vertex[result[i].v], result[i].weight); } } int main() { Graph G; Edge result[MAX_VERTEX_NUM]; read_graph(&G); kruskal(&G, result); print_result(&G, result); return 0; } ``` 以上程序使用了避圈法来求解最小生成树,时间复杂度为$O(eloge)$,其中$e$为边数,$log$为排序的时间复杂度。

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