最小生成树------Kruskal算法

Kruskal最小生成树算法的概略描述:
1 T=Φ;
2 while(T的边少于n-1条) {
3 从E中选取一条最小成本的边(v,w);
4 从E中删去(v,w);
5 if((v,w)在T中不生成环) {
6 将(v,w)加到T中;
7 else{舍弃(v,w);}
8 };//if
9 }//for

  为了有效地执行第5和第6步,G中的结点的组合方式应该是易于确定结点v和w是否已由早先选择的边所连通的那种。在已连通的情况下,则将边(v,w)舍弃;若不连通,则把(v,w) 加人到T。一种可能的组合方法是把T的同一连通分图中所有结点放到一个集合中(T的各个连通分图都是树)。那么,T中的两个结点是连通的,当且仅当它们在同一个集合中。例如,当要考虑边(2,6)时,这些集合就是{l,2},{3,4,6}和{5}。结点2和6在不同的集合中,因此这些集合被合并成为{1,2,3,4,6}和{5}。要考虑的下一条边是(1,4)。由于结点1和4在同一个集合中,因此该边被舍弃,边(3,5)连结不同集合中的结点,并且产生最终的生成树。使用集合表示和Union和Find算法,可以在几乎是线性的时间内有效地实现第5和第6行。因此,计算时间由第3行和第4行的时间所确定,在最坏情况下第3和第4行的计算时间是О(eloge)。

  举个例子:

Kruskal算法
line void Kruskal (E,COST[],n,T,minCOST) {
//G有n个结点,E是G的边集。COST(u,v)是边(u,v)的成本。
//T是最小成本生成树的边集,minCOST是它的成本

l float minCOST,COST[n][n];
2 int Parent[n],T[n-1][2],n
3 以边成本为元素构造一个min一堆;

4 Parent=l; //每个结点都在不同的集合中
5 i=minCOST=06 while(i<n-l) and (堆非空) do
7 从堆中删去最小成本边(u,v).并重新构造堆
8 j=Find[u];k=Find[v] ;
9 if(j!=k) { i=i+110 T[i,l]=u;T(i,2)=v;
11 minCOST = minCOST + COST(u,v);
12 union(j,k)
13 }if
14 }//while
15 if(i!=n-l) { print(’no spanning tree’)};//if
16 return T;
17 }// Kruskal

引理 设T是无向连通图G的一棵生成树。对于任一条边e∈E(G),但不属于E(T),有:①若将e加人到T,则生成一个唯一的环;②从E(T) ∪ {e}中去掉这环中的任意一条边后,剩        余的边构成G的一棵树。

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