求无向连通图的最小生成树 ← Prim算法

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了求无向连通图的最小生成树 ← Prim算法。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

【题目描述】
给定一个 n 个点 m 条边的
无向连通图。图中可能存在重边自环,边权可能为负数
利用Prim算法求此种无向连通图的最小生成树的树边权重之和。

【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,输出一个整数,表示无向连通图的最小生成树的树边权重之和。

【数据范围】
1≤n≤500,
1≤m≤10^5,
图中涉及边的边权的绝对值均不超过 10000。


【算法代码】
此代码由儿子写于初二暑假期间(2019年7月1日至7月10日间)。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

const int maxn=505;
int e[maxn][maxn],dis[maxn],st[maxn];

int inf=0x3f3f3f3f;
int cnt,sum;
int t1,t2,t3,tmp,zx;

int main() {
	int n,m; //n:Number of vertices, m:Number of edges
	cin>>n>>m;
	//Initialize the graph with an adjacency matrix
	for(int i=1; i<=n; i++) //n:Number of vertices
		for(int j=1; j<=n; j++)
			if(i==j) e[i][j]=0;
			else e[i][j]=inf;

	//Input edges and weights
	for(int i=1; i<=m; i++) { //m:Number of edges
		cin>>t1>>t2>>t3; //from,to,weight
		e[t1][t2]=min(e[t1][t2],t3);
		e[t2][t1]=min(e[t1][t2],t3);
	}

	//Initialize the dis array
	for(int i=1; i<=n; i++)
		dis[i]=e[1][i];

	st[1]=1;
	cnt++;
	while(cnt<n) {
		zx=inf;
		for(int i=1; i<=n; i++) {
			if(st[i]==0 && dis[i]<zx) {
				zx=dis[i];
				tmp=i;
			}
		}
		st[tmp]=1;
		cnt++;
		sum+=dis[tmp];

		for(int k=1; k<=n; k++) { //update dis array
			if(st[k]==0 && dis[k]>e[tmp][k])
				dis[k]=e[tmp][k];
		}
	}

	cout<<sum<<endl;
	return 0;
}

/*
in:
6 9
2 4 11
3 5 13
4 6 3
5 6 4
2 3 6
4 5 7
1 2 1
3 4 9
1 3 2

out:
19
-------
in:
5 10
1 2 8
2 2 7
2 1 1
3 4 3
4 4 -10
1 3 -9
5 2 -4
3 1 0
1 4 8
4 4 7

out:
-9
*/


【算法拓展】
若给出的无向图是连通图或
非连通图,且图中可能存在重边自环,边权可能为负数的情形,则可参考YXC大佬的经典Prim算法代码。

#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;

const int inf=0x3f3f3f3f;
const int maxn=505;
int g[maxn][maxn],dis[maxn];
bool st[maxn];
int n,m,ans;

void prim() {
	memset(dis,inf,sizeof dis);
	for(int i=0; i<n; i++) {
		int t=-1;
		for(int j=1; j<=n; j++) {
			if(!st[j]&&(t==-1||dis[t]>dis[j]))
				t=j;
		}
		st[t]=true;
		if(i && dis[t]==inf) {
			cout<<"impossible"<<endl;
			return;
		}
		if(i) ans+=dis[t];
		for(int j=1; j<=n; j++) {
			dis[j]=min(dis[j],g[t][j]);
		}
	}
	cout<<ans<<endl;
}

int main() {
	cin>>n>>m;
	memset(g,inf,sizeof g);
	
	while(m--) {
		int a,b,c;
		cin>>a>>b>>c;
		g[a][b]=g[b][a]=min(g[a][b],c);
	}
	
	prim();
	
	return 0;
}

/*
in:
10 20
5 3 -8
9 6 -1
1 3 -1
8 7 -6
5 4 6
7 7 -4
4 5 2
10 7 -4
2 1 9
7 10 10
4 5 6
8 7 -7
4 2 -3
9 6 6
5 1 0
7 6 5
5 4 -3
10 8 3
5 3 2
7 8 -7

out:
impossible
-------
in:
5 10
1 2 8
2 2 7
2 1 1
3 4 3
4 4 -10
1 3 -9
5 2 -4
3 1 0
1 4 8
4 4 7

out:
-9
*/





【参考文献】
https://blog.csdn.net/Yu_iChan/article/details/127173866

https://www.acwing.com/problem/content/860/
https://www.acwing.com/blog/content/405/
https://www.acwing.com/solution/content/38312/
https://www.acwing.com/problem/content/solution/860/1/

 






 文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-466720.html

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