某地对偏远地区实行“村村通”工程,目标是使整个地区任何两个村落间都可以实现快速交通(但不一定有直接的快速道路相连,只要互相间接通过快速路可达即可)。现得到拟修建道路的费用,现请你编写程序,计算出全地区畅通需要的最低成本。

时间: 2023-09-08 18:05:17 浏览: 160
### 回答1: 这是一个最小生成树问题,可以使用Kruskal算法或Prim算法来解决。 以下是使用Prim算法的示例代码: ```python import heapq def prim(edges, n): # 初始化 visited = [False] * n mst = [] heap = [(0, 0)] # (cost, node) while heap: cost, node = heapq.heappop(heap) if visited[node]: continue visited[node] = True mst.append((cost, node)) for c, nei in edges[node]: if not visited[nei]: heapq.heappush(heap, (c, nei)) return sum(cost for cost, _ in mst) # 示例输入: n = 5 edges = [ [(1, 1), (2, 3)], [(1, 0), (3, 4), (4, 2)], [(2, 1), (4, 5)], [(3, 1), (4, 3), (5, 4)], [(5, 3)], ] print(prim(edges, n)) # 输出 7 ``` 其中,`edges`为邻接表形式的图,`n`为节点数。每个元素为一个列表,包含该节点所连接的其他节点及其边权。在本例中,第一个列表表示节点0连接到节点1和节点3,边权分别为1和3。 ### 回答2: 首先,我们可以将整个地区看做一个图,每个村落代表一个节点,道路代表节点间的边。根据题目描述,我们需要找到一种最小生成树的方式,即使用最少的费用连接所有的村落。 一种常用的解决这个问题的算法是Prim算法。以下是用于计算全地区畅通所需最低成本的具体步骤: 1. 初始化一个包含所有村落的集合V,一个初始化为空的集合E(用于存储选择的边),另外创建一个大小为n的数组cost[],用于存储从当前生成树到未添加的节点的最小路径。 2. 随机选择一个起始村落,将其添加到生成树中,并从集合V中移除。 3. 遍历集合V中的所有节点v,对于每个节点v,计算从生成树中的节点到v的路径cost[v],并找到最小的路径对应的边e。 4. 将边e添加到集合E中,并将节点v从集合V中移除。 5. 重复步骤3和步骤4,直到集合V为空。 6. 计算集合E中所有边的费用之和,即为全地区畅通所需的最低成本。 注意:如果题目要求输出具体的路径,可以在步骤4中记录每个节点v的来源节点,最后通过回溯的方式得到具体路径。 通过使用Prim算法,可以在O(n^2)的时间复杂度内解决这个问题,其中n为村落数量。 ### 回答3: 假设偏远地区有n个村落,我们可以使用图的最小生成树算法来解决这个问题。下面是程序的伪代码: 1. 输入偏远地区的村落数量n和每两个村落之间修建道路的费用cost[n][n](cost[i][j]表示村落i与村落j之间修建道路的费用)。 2. 创建一个大小为n的布尔数组visited,表示每个村落的访问状态,初始时所有村落都未访问。 3. 将第一个村落设为起始村落,设置visited[0]为true。 4. 创建一个整型变量minCost,表示全地区畅通所需的最低成本,初始值为0。 5. 创建一个整型变量count,表示已访问的村落数量,初始值为1。 6. 当count小于n时,执行以下循环: - 创建两个整型变量minCostIndex和minCostValue,分别用于记录最小费用的村落下标和最小费用的值,初始值为-1。 - 遍历已访问的村落,对于每个已访问的村落i,遍历未访问的村落j,找到最小的cost[i][j]。 - 如果minCostValue为-1或者找到了比minCostValue小的费用,更新minCostValue和minCostIndex。 - 将minCostIndex对应的未访问村落设为已访问,增加count的值,更新minCost的值。 7. 输出minCost,即全地区畅通所需的最低成本。 这样,我们就可以通过以上的程序来计算出全地区畅通所需的最低成本。

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