还是畅通工程
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当N为0时,输入结束,该用例不被处理。
在无向带权连通图G中,如果一个连通子树包含所有顶点,并且连接这些顶点的边权之和最小,
那么这个连通子图就是G的最小生成树。求最小生成树的一个常见算法是Prim算法。
Prim算法的基本思想是:
1)设置两个集合V和S,任意选择一个顶点作为起始顶点,将起始顶点放入集合S,其余顶点存入集合
V中;2)然后使用贪心策略,选择一条长度最短并且端点分别在S和V中边(即为最小生成树的中的一条
边),将这条边在V中的端点加入到集合S中;3)循环执行第2)步直到S中包含了所有顶点。
#include<stdio.h> #include<string.h> #define inf 0x3f3f3f3f int map[100][100],s[100],vis[100]; int n,m; int prim() { int i,j,t,p,min,minpos,cnt; int ans=0; cnt=0; /*记录已经加入的点的个数*/ vis[1]=1; /*从第一个点开始找*/ s[cnt++]=1; /*s数组保存已经加入的点*/ while(cnt<n) /*点还没有加入完*/ { t=cnt; min=inf; for(i=0;i<t;i++) { p=s[i]; for(j=1;j<=n;j++) { if(!vis[j]&&map[p][j]<min) /*在已经加入的点和没加入的点之间找出一条最短路,*/ { min=map[p][j]; minpos=j; /*记录下新找到的最短路的端点*/ } } } ans+=min; s[cnt++]=minpos; /*更新已经加入的点*/ vis[minpos]=1; } return ans; } int main() { int u,v,w,i; while(~scanf("%d",&n)&&n) { m=n*(n-1)/2; memset(vis,0,sizeof(vis)); memset(map,inf,sizeof(map)); for(i=0;i<m;i++) { scanf("%d%d%d",&u,&v,&w); map[u][v]=w; map[v][u]=w; } int sum=prim(); printf("%d ",sum); } return 0; }
上面的算法有三个循环,时间复杂度为O(N^3),考虑到由于使用的是贪心策略,则每添加一个新顶点到集合S中的时候,才会改变V中每个点到S中的点的最小边的长度。因此可以用一个数组nearest[N](N为顶点个数)记录在生成最小数的过程中,记录V中每个点的到S中点的最小边长,用另外一个数组adj[N]记录使得该边最小的对应的邻接点。那么O(N)的时间了找到最短的边,并且能在O(N)的时间里更新nearest[N]和adj[N]。因此可以得到O(N^2)的算法。
#include<stdio.h> #include<string.h> #define inf 0x3f3f3f3f int map[100][100]; int n,m; /*记当前生成树的节点集合为S,未使用的节点结合为V*/ int vis[100]; //标记某个点是否在S中 int adj[100]; //记录与S中的点最接近的点 int nearest[100]; //记录V中每个点到S中的点的最短边 int prim() { int i,j,min; int ans=0; vis[1]=1; for(i=2;i<=n;i++) { nearest[i]=map[1][i]; adj[i]=1; } int cnt=n-1; /*记录边的条数*/ while(cnt--) { min=inf; j=1; for(i=1;i<=n;i++) { if(!vis[i]&&nearest[i]<min) { min=nearest[i]; j=i; } } ans+=map[j][adj[j]]; vis[j]=1; for(i=1;i<=n;i++) { if(!vis[i]&&map[i][j]<nearest[i]) { nearest[i]=map[i][j]; /*找最短的边*/ adj[i]=j; /*找最接近的点*/ } } } return ans; } int main() { int i,sum,u,v,w; while(~scanf("%d",&n)&&n) { memset(vis,0,sizeof(vis)); memset(map,0,sizeof(map)); m=n*(n-1)/2; for(i=0;i<m;i++) { scanf("%d%d%d",&u,&v,&w); map[u][v]=map[v][u]=w; } sum=prim(); printf("%d ",sum); } return 0 ; }
给定无向连同带权图G = (V,E),V = {1,2,...,n}。Kruskal算法构造G的最小生成树的基本思想是:
(1)首先将G的n个顶点看成n个孤立的连通分支。将所有的边按权从小大排序。
(2)从第一条边开始,依边权递增的顺序检查每一条边。并按照下述方法连接两个不同的连通分支:当查看到第k条边(v,w)时,如果端点v和w分别是当前两个不同的连通分支T1和T2的端点是,就用边(v,w)将T1和T2连接成一个连通分支,然后继续查看第k+1条边;如果端点v和w在当前的同一个连通分支中,就直接再查看k+1条边。这个过程一个进行到只剩下一个连通分支时为止。
此时,已构成G的一棵最小生成树。
#include<stdio.h> #include<string.h> #include<algorithm> using namespace std; int father[100]; int n,m; struct point { int u; int v; int w; }a[5000]; bool comp(point a1,point a2) /*按权值从小到大排序*/ { return a1.w<a2.w; } void initial() /*并查集初始化*/ { for(int i=0;i<=100;i++) father[i]=i; } int find(int x) /*查找根节点*/ { if(father[x]==x) return x; return find(father[x]); } void merge(int p,int q) /*合并两个集合*/ { int pp=find(p); int qq=find(q); if(pp!=qq) { if(pp<qq) father[qq]=pp; else father[pp]=qq; } } int kruskal() { initial(); /*初始化*/ int ans=0; sort(a+1,a+m+1,comp); /*排序*/ for(int i=1;i<=m;i++) { int x=find(a[i].u); int y=find(a[i].v); if(x!=y) /*两端点不属于同一集合*/ { ans+=a[i].w; merge(x,y); /*合并*/ } } return ans; } int main() { int i,sum; while(~scanf("%d",&n)&&n!=0) { m=n*(n-1)/2; for(i=1;i<=m;i++) scanf("%d%d%d",&a[i].u,&a[i].v,&a[i].w); sum=kruskal(); printf("%d ",sum); } return 0; }