Kruskal算法实现:最小生成树的通信网络构建

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本资源涉及的是一个基于C语言的数据结构课程设计项目,具体关注于图论中的最小生成树问题,特别是在多个城市之间建立最优化的通信网络。最小生成树算法在此被应用于求解一个带有权重的无向边的图(由数组`arcs[]`表示)中连接所有顶点(城市)的树形结构,使得树的所有边的权值之和最小。 在提供的代码片段中,首先定义了一个名为`node`的结构体,包含节点的字符串标识(`str`)、节点终点(`end`)以及两点之间的距离(`dis`)。`p[]`和`temp`数组用于存储待考虑的边,`pre[]`和`rank[]`数组用于实现并查集数据结构,用于判断两个顶点是否属于同一个连通分量。 函数`menu()`用于用户交互,提供了菜单选项来输入城市数量、添加城市之间的边、查询连通性以及退出程序。`set()`和`find()`函数分别用于初始化并查集和查找根节点,`Union()`函数则合并两个连通分量。整个设计的核心部分是`Kruskal()`函数,它采用了Kruskal算法来寻找最小生成树。 Kruskal算法的工作原理是从所有边中按照权重从小到大排序,然后依次选择每条边,如果这条边连接的两个顶点不在同一个连通分量,则将其加入最小生成树,并合并这两个顶点所在的连通分量。当所有的边都被处理完或者无法再添加新的边时,得到的树就是最小生成树,其权值总和即为所求。 通过这段代码,学生可以实践最小生成树算法,理解如何在实际场景中运用数据结构解决网络优化问题,如通信线路布局或城市道路规划。这个项目不仅锻炼了编程技能,还强化了对图论基础理论的理解。