1.建立一个带权无向图(用邻接矩阵表示); 2.判断此图是否是连通图; 3.若是连通图,用Prim算法求出该图的最小生成树。用C语言实现,写出完整代码
时间: 2025-01-01 22:36:35 浏览: 18
1. 建立一个带权无向图并用邻接矩阵表示,首先需要定义两个二维数组来存储图的信息。每个元素`graph[i][j]`代表从顶点i到顶点j是否有边以及对应的权重。如果不存在边则设置为0或非负大值(如INT_MAX)。例如:
```c
int graph[vertices][vertices]; // vertices表示图中顶点的数量
```
2. 判断图是否连通,可以使用深度优先搜索(DFS)或广度优先搜索(BFS),遍历整个图,若所有节点都能通过路径互相访问,则图是连通的。这里展示一个简单的DFS版本:
```c
bool isConnected(int src, int dest, int visited[]) {
if (src == dest) return true;
visited[src] = 1; // 标记已访问
for (int i = 0; i < vertices; ++i) {
if (!visited[i] && graph[src][i] > 0) {
if (isConnected(i, dest, visited)) return true;
}
}
return false;
}
```
3. 使用Prim算法求解最小生成树,我们需要维护一个当前已选集合(通常初始化为任意一个顶点)和一个未选集合。每次从未选集合中选取距离已选集合最近的边,添加其端点到已选集合,并更新连接成本。以下是Prim算法的核心部分:
```c
void primMST() {
int minDistance[vertices], parent[vertices];
// 初始化距离为无穷大,除了源节点外其他都是未连接
for (int i = 0; i < vertices; ++i) {
minDistance[i] = INT_MAX;
parent[i] = -1;
if (i != 0) minDistance[i] = graph[0][i];
}
minDistance[0] = 0; // 源节点距离设为0
bool marked[vertex] = {false}; // 标记哪些节点已被选入
for (int count = 0; count < vertices - 1; ++count) {
int u = findMinDistance(minDistance, marked);
marked[u] = true;
for (int v = 0; v < vertices; ++v) {
if (!marked[v] && graph[u][v] && graph[u][v] < minDistance[v]) {
minDistance[v] = graph[u][v];
parent[v] = u;
}
}
}
// 填充最小生成树结果
printf("Minimum Spanning Tree:\n");
for (int i = 1; i < vertices; ++i) {
printf("%d -> %d (weight: %d)\n", parent[i], i, minDistance[i]);
}
}
int findMinDistance(int distance[], bool marked[]) {
int min = INT_MAX, min_index;
for (int i = 0; i < vertices; ++i) {
if (!marked[i] && distance[i] <= min)
min = distance[i], min_index = i;
}
return min_index;
}
```
阅读全文