Kruskal 算法是一个求最小生成树的算法,即求最小的开销等
算法可以这样,要求得最小生成树,那么n个节点只能包括n-1条边
所以我们应该转换为寻找这最短的n-1条边,因此,可以先对所有的
边进行从小到大排序,每次取出一条边来进行试探,看是否够成环,
如果不构成环,那么肯定是最短的路径了,因为每次都是取最小
的边来试探,最终可以求得最小的生成树代价和。
/* Filename:kruskal.cpp Author: xiaobing E-mail: xiaobingzhang29@gmail.com Date: 2013-08-31*/#include测试例子:#include #include #include #include #include #include
#include #define N 100#define INF 1000000using namespace std;/* Kruskal 算法是一个求最小生成树的算法,即求最小的开销等 算法可以这样,要求得最小生成树,那么n个节点只能包括n-1条边 所以我们应该转换为寻找这最短的n-1条边,因此,可以先对所有的 边进行从小到大排序,每次取出一条边来进行试探,看是否够成环, 如果不构成环,那么肯定是最短的路径了,因为每次都是取最小 的边来试探,最终可以求得最小的生成树代价和。 用到的数据结构: struct edge 表示一条边,包括两个端点及其代价 edge graph[N] 表示有N条边组成的图 int father[N] 表示每个点的最上层的根节点 解释:因为这里需要判断是否形成环路,可以这样,每添加一条 边,看两个点是否在已经添加进去的边的点集中,若对需要添加 的这条边,发现两个点都在之前的那个集合中,这一定会形成回 路,所以,这里设置一个数组father[N],起初时,每个值为-1,代 表每个点的根节点都没有(因为没有添加一条边进去),当添加一条 边后,如果他们的根节点不同,则设置大的那个点的父节点为小 的那个点,如x > y 则 father[x] = y,这样每个点都只有一个根, 或者没有根,为-1,所以对添加进的节点,都可以查出他的根,然后 做比较,都相同,说明已位于添加进的节点中了,否则把该边添加 进去。 *///定义一条边struct edge{ int u; //起始点 int v; //目的点 int cost; //两点之间的代价};//这是一个对块数排序算法调用的一个比较函数bool cmp(const edge &a, const edge &b){ return a.cost < b.cost;}//查找一个节点的根节点int findFather(int father[], int x){ //如果他的父节点不为-1,则应该递归,直到找到其父节点 if(father[x] != -1){ //将沿途的所有节点都指向同一个根节点 return father[x] = findFather(father, father[x]); } //若为-1,则该点就是根 return x;}//添加一条边bool unionEdge(int father[], int x, int y){ //找到一条边的两个端点的根节点 x = findFather(father, x); y = findFather(father, y); //根节点相同,说明已经加入了,再加入该边 //则会形成回路,该边舍弃,返回fasle if(x == y){ return false; } //若不同,让大的节点的根节点指向小的节点 if(x > y) father[x] = y; if(x < y) father[y] = x; //该边可以加入,返回true return true;}int main(){ edge graph[N]; //定义了一个包含N条边的图 int father[N]; //定义了一个包含N个节点的根节点 int i,j, n; //n代表节点数 cin>>n; //初始化数组 memset(graph, 0, sizeof(graph)); //初始化为-1表示任何点都没有父节点,即没有一条边已加入 memset(father, -1, sizeof(father)); int k = 0, cost, temp; //接收数据 for(i = 0;i < n;i++) for(j = 0;j < n;j++){ if(i > j){ graph[k].u = i; graph[k].v = j; cin>>cost; //对于小于0的值,表示不可达,所以代价为无穷大INF if(cost < 0){ graph[k].cost = INF; } else { graph[k].cost = cost; } k++; continue; } //由于是对称的,该值无用,但得接收 cin>>temp; } //将所有边从小到大排序 sort(graph, graph + k, cmp); //打印排序后的边 for(i = 0;i < k;i++){ cout< <<" "< <<"->"< <<": "< <
70 5 -1 -1 -1 11 25 0 10 8 -1 -1 13-1 10 0 7 -1 -1 -1-1 8 7 0 12 9 4-1 -1 -1 12 0 10 -111 -1 -1 9 10 0 32 13 -1 4 -1 3 0结果:
0 6->0: 21 6->5: 32 6->3: 43 1->0: 54 3->2: 75 3->1: 86 5->3: 97 2->1: 108 5->4: 109 5->0: 1110 4->3: 1211 6->1: 1312 2->0: 100000013 6->4: 100000014 6->2: 100000015 3->0: 100000016 5->2: 100000017 5->1: 100000018 4->2: 100000019 4->1: 100000020 4->0: 1000000最小生成树代价和sum : 31