6.图论经典算法之最小生成树~kruskal

如果说prim算法是通过扩展点来求最小生成树,那么kruskal就是通过扩展边的方式来进行。

算法主体:
1:对所有的边按边权从小到大进行排序
2:选取未被标记的边,如果边的两个顶点不在一个集合中,就合并他们所在的两个集合,如果在一个集合中,则不需要操作。然后标记此边
3:重复2,直到所有点都在一个集合中

举个例子(图源网络)

image.png

先排序:3 4 5 6 6 7 8 9 12
首先找到最小的边3,他的两端是2和3,连起来


image.png

然后是最小的边4,他的两端是1和2,连起来


image.png

以此类推
image.png

第四条边的两端是4和3,发现他们已经在一个集合中了,直接去下一个边
第五条边的两端是1和5,连起来
image.png

第⑥条边的两端是7和5,连起来


image.png

第7条边的两端是7和6,连起来,截止到目前,我们发现所有点都进入了集合,好了,算法结束,最小生成树已经被找到了
image.png

我觉得这个思想已经很清晰了,下面我们来结合题目看看代码是如何进行实现的

前置:并查集(之前都有讲)


image.png

很显然就是求一个最小生成树,还要特别判断是否连通

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<string.h>
using namespace std;
struct xing
{
    int tou,wei,quan;//存边的,分别是边的两个端点和边权
}bian[201000];
int n,m,pre[11000],o1,o2,ant;//pre数组用于存储点的祖宗节点,ans是总边权,ant表示有几个边被选中
long long ans;//开大点防止越界
bool cmp(xing a,xing b)
{
    return a.quan<b.quan;//比较函数,看不懂的自己百度
}
int find(int u)
{
    int r=u;
    if(u!=pre[u])
    r=find(pre[u]);
    return pre[u]=r;//压缩路径并查集,前面一篇讲过了
}
int main()
{
    cin>>n>>m;//输入n和m的信息
    for(int i=1;i<n+1;i++)
    pre[i]=i;//初始化并查集,所有点的祖宗都是自己
    for(int i=1;i<m+1;i++)
    {
        cin>>bian[i].tou>>bian[i].wei>>bian[i].quan;//输入边的信息
    }
    sort(bian+1,bian+1+m,cmp);//快排从小到大排序
    for(int i=1;i<m+1;i++)//遍历开始
    {
        o1=find(bian[i].tou);
        o2=find(bian[i].wei);
        if(o1!=o2)//如果不在一个集合
        {
            pre[o1]=o2;//合并集合
            ans+=bian[i].quan;//加边权
            ant++;//边数++
        }
    }
    if(ant!=n-1)//根据树的特性,n个点的应该有n-1条边,如果不是,说明不是树
    cout<<"orz";
    else
    cout<<ans;
}

好了,这篇就这样吧,图论基础算法也就这些了,下篇再见

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