Prim算法

最小生成树

3条构造最小生成树的准则:

  1. 只能使用该网络中的边来构造最小生成树
  2. 只能使用恰好n-1条边来联结网络中的n个结点
  3. 选用的这个n-1条边不能构成回路。

MST性质

假设N=(V,{E})是一个连通网,U是顶点集合V的一个非空子集。若(u,v)是一条具有最小值(代价)的边,其中u属于U,v属于V-U(即U对立集合),那么必存在一颗包含边(u,v)的最小生成树。

注意prim和kruskal算法都是利用MST性质

如何利用MST性质来构造最小生成树?

我们知道权值最小的肯定在最小生成树中,权值次小的边也会被至少一颗生成树采用,关键第三小的边选择(由于第三条边可能出现回路,从而不满足树的定义)。由此我们可以使用不同策略来解决回路问题常见的算法有Prim算法和kruskal算法。(都用了贪心策略

Prim算法

解决上述的关键点思想是:将定点集合分成两个U,V-U(初始状态U中只有一个Uo),再加上一个TE集合来表示最小生成树边的集合。

void Prim(MGraph g,int v,int &sum)
 1 /*
2 *LowCost[i]:当前生成树(U集合)到顶点i的多条边中最短的一条边。
3 *VexSet[i]:顶点i不在生成树中。1表示在里面,0反之。
4 *MGraph用的邻接矩阵表示,其中用edges[i][j]来记录i-->j是否有关系。n表示顶点个数,e表示边的个数。
5 */
6 void Prim(MGraph g,int v,int &sum)
7 {
8 int LowCost[Max],VexSet[Max],v;
9 int i,j,k,min;
10
11 //初始化LowCost,VexSet数组
12 for(i=0;i<g.n;i++)
13 ​ {
14 ​ ​ LowCost[i]=g.edges[v][i];
15 ​ ​ VexSet[i]=0;
16 ​ }​
17
18 ​ ​ VexSet[v]=1;
19 ​ ​ sum=0;
20 /*------------------------------------------------我是分割线---------------------------------------------------------*/
21 for(i=0;i<g.n;i++)
22 {
23 min = INF;//表示无穷或者大于所有的权值就行
24
25 //找出LowCost的最短代价(权值)即找出最短边中的最短的一条。​
26 for(j=0;j<g.n;j++)
27 {
28 if(VexSet[j]==0&&LowCost[j]<min)
29 {
30 min = LowCost[j];
31 k=j;
32 }
33 }
34
35 //将该条边加入生成树中
36 VexSet[k]=1;
37 v=k;
38 sum+=min;//这个可以根据需要调整,这里做的是计算min的和。
39
40 //加入一个顶点v之后,生成树到各个不在生成树的顶点的最小值也会变。
41 //即更新LowCost数组(只计算不在生成树的顶点且只要更新与新添进去的顶点相关的边)。
42 for(j=0;j<g.n;j++)
43 {
44 if(VexSet[j]==0&&g.edges[v][j]<LowCost[j])
45 {
46 LowCost[j]=g.edges[v][j];
47 }
48 }
49
50 }
51 }



原文地址:https://www.cnblogs.com/hankskfc/p/2193559.html