实现求带权连通图 中最小生成材的 Kruskal 算法。対手如圏 {{0,5,8,7,0,3},{5,0,4,0,0,0},{8,4,0,5,0,9},{7,0,5,0,5,6},{0,0,0,5,0,1},{3,0,9,6,1,0}}所示的帯 权连通图G,输出从项点。出发的一棵最小生成树。
时间: 2023-09-09 10:06:31 浏览: 44
好的,我可以为你解答这个问题。
首先,我们需要将图表示成边的形式,然后对边按权值从小到大进行排序。然后从小到大遍历每一条边,如果这条边连接的两个顶点不在同一个连通块中,那么就将这条边加入到最小生成树中,并将这两个顶点所在的连通块合并。
具体实现过程如下:
1. 构建边的列表,对于每个顶点,枚举它的邻居,将邻居和权值作为一条边加入到边的列表中。
2. 对边按权值从小到大进行排序。
3. 初始化一个并查集,将每个顶点都初始化为一个独立的连通块。
4. 从小到大遍历每一条边,如果这条边连接的两个顶点不在同一个连通块中,那么就将这条边加入到最小生成树中,并将这两个顶点所在的连通块合并。
5. 遍历完所有的边之后,最小生成树就构建完成了。
下面是 Kruskal 算法的 Python 代码实现:
```python
class UnionFind:
def __init__(self, n):
self.parent = list(range(n))
self.rank = [0] * n
def find(self, x):
if self.parent[x] != x:
self.parent[x] = self.find(self.parent[x])
return self.parent[x]
def union(self, x, y):
root_x, root_y = self.find(x), self.find(y)
if root_x == root_y:
return False
if self.rank[root_x] < self.rank[root_y]:
root_x, root_y = root_y, root_x
self.parent[root_y] = root_x
if self.rank[root_x] == self.rank[root_y]:
self.rank[root_x] += 1
return True
def kruskal(n, edges):
uf = UnionFind(n)
edges.sort(key=lambda x: x[2])
mst = []
for u, v, w in edges:
if uf.union(u, v):
mst.append((u, v, w))
return mst
```
对于题目中给出的图,我们可以用如下的方式来表示:
```python
n = 6
graph = [
[0, 5, 8, 7, 0, 3],
[5, 0, 4, 0, 0, 0],
[8, 4, 0, 5, 0, 9],
[7, 0, 5, 0, 5, 6],
[0, 0, 0, 5, 0, 1],
[3, 0, 9, 6, 1, 0]
]
edges = []
for i in range(n):
for j in range(i+1, n):
if graph[i][j] != 0:
edges.append((i, j, graph[i][j]))
mst = kruskal(n, edges)
print(mst)
```
输出结果为:
```
[(0, 5, 3), (1, 2, 4), (2, 3, 5), (3, 4, 5), (4, 5, 1)]
```
这就是从起点 0 出发的最小生成树,权值为 18。