用c语言实现最小生成树。具体要求如下:用Prim算法,给定各个点之间边的权,最后输出所有所选的权以及该权两端的结点。有某两点之间的边是一定要选择或者一定不选择的。
时间: 2024-02-06 18:09:52 浏览: 70
首先,Prim算法是一种贪心算法,用于求解加权无向连通图的最小生成树。其基本思想是从一个起始节点开始,每次加入与已选中的节点相邻且权值最小的边,直到所有节点都被选中或无法再加入新的边为止。
在本题中,由于有某些边是一定要选择或者一定不选择的,因此我们可以将这些边提前处理,然后再使用Prim算法求解剩余的边,最后将两者合并即可。
下面给出基于邻接矩阵的实现代码(其中,INF表示两个节点之间没有边相连,MAX表示所有边权的上界):
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX 1000 // 所有边权的上界
#define INF 0 // 两个节点之间没有边相连
int main()
{
int n, m, s, t; // n表示节点数,m表示边数,s表示起点,t表示终点
int map[MAX][MAX]; // 邻接矩阵,存储各个节点之间的边权
int visited[MAX]; // 标记每个节点是否已被选中
int min[MAX]; // 存储每个节点到已选中的节点的最小边权
int result[MAX][2]; // 存储最小生成树的结果,即所选的权以及该权两端的结点
int count = 0; // 记录已选中的节点数
int sum = 0; // 记录最小生成树的总权值
// 输入节点数、边数、起点和终点
scanf("%d %d %d %d", &n, &m, &s, &t);
// 初始化邻接矩阵
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= n; j++) {
map[i][j] = INF;
}
}
// 输入各个节点之间的边权
for (int i = 1; i <= m; i++) {
int u, v, w;
scanf("%d %d %d", &u, &v, &w);
map[u][v] = map[v][u] = w;
}
// 将一定要选择的边加入最小生成树
for (int i = 1; i <= n; i++) {
if (i != s && i != t && map[s][i] != INF) {
result[count][0] = map[s][i];
result[count][1] = s;
result[count][2] = i;
count++;
}
if (i != s && i != t && map[t][i] != INF) {
result[count][0] = map[t][i];
result[count][1] = t;
result[count][2] = i;
count++;
}
}
// 初始化visited数组和min数组
for (int i = 1; i <= n; i++) {
visited[i] = 0;
min[i] = MAX;
}
// 将起点加入最小生成树,并更新min数组
visited[s] = 1;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
if (map[s][i] != INF) {
min[i] = map[s][i];
}
}
// 依次加入剩余的节点
while (count < n - 2) {
int k = 0;
// 找到未选中的节点中到已选中节点的最小边权
for (int i = 1; i <= n; i++) {
if (!visited[i] && min[i] < min[k]) {
k = i;
}
}
// 将该节点加入最小生成树
visited[k] = 1;
result[count][0] = min[k];
result[count][1] = k;
result[count][2] = s;
count++;
sum += min[k];
// 更新min数组
for (int i = 1; i <= n; i++) {
if (!visited[i] && map[k][i] < min[i]) {
min[i] = map[k][i];
}
}
}
// 输出最小生成树的结果
printf("The minimum spanning tree is:\n");
for (int i = 0; i < n - 2; i++) {
printf("(%d, %d, %d)\n", result[i][0], result[i][1], result[i][2]);
}
printf("The total weight is: %d\n", sum);
return 0;
}
```
上述代码中,我们首先将一定要选择的边加入最小生成树,然后使用Prim算法求解剩余的节点,并将两者合并。其中,count变量用于记录已选中的节点数,sum变量用于记录最小生成树的总权值。
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