• acwing 859. Kruskal算法求最小生成树


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    题目描述

    给定一个 n 个点 m 条边的无向图,图中可能存在重边和自环,边权可能为负数。

    求最小生成树的树边权重之和,如果最小生成树不存在则输出 impossible

    给定一张边带权的无向图 G=(V,E),其中 V 表示图中点的集合,EE 表示图中边的集合,n=|V|,m=|E|。

    由 V 中的全部 n 个顶点和 E 中 n−1 条边构成的无向连通子图被称为 G 的一棵生成树,其中边的权值之和最小的生成树被称为无向图 G 的最小生成树。

    输入格式

    第一行包含两个整数 n 和 m。

    接下来 m 行,每行包含三个整数 u,v,w,表示点 u 和点 v 之间存在一条权值为 w 的边。

    输出格式

    共一行,若存在最小生成树,则输出一个整数,表示最小生成树的树边权重之和,如果最小生成树不存在则输出 impossible

    数据范围

    1≤n≤10^5
    1≤m≤2∗10^5
    图中涉及边的边权的绝对值均不超过 10001000。

    输入样例:

    4 5
    1 2 1
    1 3 2
    1 4 3
    2 3 2
    3 4 4
    

    输出样例:

    6
    

    Kruskal最小生成树(适用于稀疏图)

    分析

    prim使用邻接表,适用于稠密图(点的个数比较小的情况)

    算法步骤

    • 将所有边按照权重排序
    • 从小到大枚举所有边
      • 如果某条边的两个端点不连通的划(用并查集判断是否连通),就把这条边加入到最小生成树,(并查集中连接这两个点)
    • 最后如果边的数量小于n-1,说明不连通,否则输出最小生成树长度

    这里使用结构题存边

    struct Edge
    {
        int a, b, w;
        bool operator< (const Edge W)const
        {
            return w < W.w;
        }
    }edges[M];
    

    代码

    #include<iostream>
    #include<cstdio>
    #include <algorithm>
    
    using namespace std;
    const int  N = 100010, M = 200010, INF = 0x3f3f3f3f;
    int n, m;
    int p[N]; // 并查集使用
    
    struct Edge
    {
        int a, b, w;
        bool operator< (const Edge W)const
        {
            return w < W.w;
        }
    }edges[M];
    
    int find(int x)
    {
        if(p[x] != x) p[x] = find(p[x]);
        return p[x];
    }
    
    int kruskal()
    {
        sort(edges, edges+m);
        int res = 0, cnt = 0; // cnt表示加入的边数
        for(int i = 0; i < m; i++)
        {
            int a = edges[i].a, b = edges[i].b, w = edges[i].w;
            int fa = find(a), fb = find(b);
            if(fa != fb)
            {
                p[fa] = fb;
                res += w;
                cnt++;
            }
        }
    
        if(cnt < n-1) return INF;
        else    return res;
    
    }
    
    int main()
    {
        scanf("%d%d", &n, &m);
        for(int i = 0; i < m; i++)
        {
            int a, b, w;
            scanf("%d%d%d", &a, &b, &w);
            edges[i] = {a, b, w};
        }
    
        for(int i = 1; i <= n; i++) p[i] = i; // 初始化并查集
        int  res = kruskal();
        if(res == INF) printf("impossible\n");
        else printf("%d\n", res);
        return 0;
    }
    
    

    时间复杂度

    参考文章

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/VanHa0101/p/16028317.html
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