Kruskal算法的高效实现需要一种称作并查集的结构。我们在这里不介绍并查集,只介绍Kruskal算法的基本思想和证明,实现留在以后讨论。

Kruskal算法的过程:

(1) 将全部边按照权值由小到大排序。
(2) 按顺序(边权由小到大的顺序)考虑每条边,只要这条边和我们已经选择的边不构成圈,就保留这条边,否则放弃这条边。

算法 成功选择(n-1)条边后,形成一棵最小生成树,当然如果算法无法选择出(n-1)条边,则说明原图不连通。

以下图为例:

边排序后为:
 
1 AF 1
2 DE 4
3 BD 5
4 BC 6
5 CD 10
6 BF 11
7 DF 14
8 AE 16
9 AB 17
10 EF 33
算法处理过程如下:
处理边AF,点A与点F不在同一个集合里,选中AF。
处理边DE,点D与点E不在同一个集合里,选中DE
处理边BD,点B与点D不在同一个集合里,选中BD
处理边BC,点B与点C不在同一个集合里,选中BC

处理边CD,点C与点D在同一个集合里,放弃CD。

处理边BF,点B与点F不在同一个集合里,选中BF。
 
至此,所有的点都连在了一起,剩下的边DF,AE,AB,EF不用继续处理了,算法执行结束。
Kruskal算法的证明。假设图连通,我们证明Krusal算法得到一棵最小生成树。我们假设Kruskal算法得到的树是K (注意我们已经假设Kruskal算法一定可以得到生成树)。假设T是一棵最小生成树,并且K ≠T, K中显然至少有一条边。我们找到在K中,而不在T中最小权值的边e。

把e加入T中,则形成一个圈,删掉这个圈中不在K中的边f,得到新的生成树T’。
f的存在性,如果全里面所有的边都在K中,则K包含圈,矛盾。
考虑边权值关系:
(1) 若w(f) > w(e), 则T’的权值和小于T的权值和,与T是最小生成树矛盾。
(2) 若w(f) < w(e), 说明Kruskal算法在考虑加入e之前先考虑了边f,之所以没加入f是因为f和之前加入的边形成圈,之前加入的边权值显然不超过w(f) (因为加边是从小到大的顺序加入的),所以之前加入的边权值一定小于w(e)。而根据e的定义,K中权值小于w(e)的边都在T中,这说明T中的边会和f构成圈,矛盾。
所以只能w(f) = w(e)。T’仍然是最小生成树,而T’和K相同的边多了一条。
这样下去有限步之后,最终可以把T变为K,从而K也是最小生成树。
 
N个点M条边的无向连通图,每条边有一个权值,求该图的最小生成树。
最后,我们来提供输入输出数据,由你来写一段程序,实现这个算法,只有写出了正确的程序,才能继续后面的课程。

 
输入

第1行:2个数N,M中间用空格分隔,N为点的数量,M为边的数量。(2 <= N <= 1000, 1 <= M <= 50000)
第2 - M + 1行:每行3个数S E W,分别表示M条边的2个顶点及权值。(1 <= S, E <= N,1 <= W <= 10000)
输出
 
输出最小生成树的所有边的权值之和。
 
输入示例

9 14
1 2 4
2 3 8
3 4 7
4 5 9
5 6 10
6 7 2
7 8 1
8 9 7
2 8 11
3 9 2
7 9 6
3 6 4
4 6 14
1 8 8
输出示例

37

最新文章

  1. 【记录】从客户端()中检测到有潜在危险的 Request.Path 值。
  2. 精心挑选10款优秀的 jQuery 图片左右滚动插件
  3. 使用强大的可视化工具redislive来监控我们的redis,别让自己死的太惨~~~
  4. 移动web开发准备知识点
  5. ubunto安装pycharm
  6. DDD:小议 BoundexContext 设计
  7. java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread如何解决
  8. android基本的数据库创建和使用
  9. C#HttpWebResponse请求常见的状态码
  10. 李林APUE之进程的封装
  11. linux的运行级别
  12. (转)poj1182食物链
  13. Socket.io+Nodejs通讯实例
  14. c++指针函数的使用——回调函数
  15. JavaScript前端面试题总结
  16. mysql出现“Incorrect key file for table”解决办法
  17. SurfaceViewVideoList网络获取视频播放
  18. python 查找字符串同时包含数字和字母的最长子字符串的几种实现方法
  19. C语言 知识点总结完美版
  20. 3.Appium运行时出现:Original error: Android devices must be of API level 17 or higher. Please change your device to Selendroid or upgrade Android on your device

热门文章

  1. 获取DOM
  2. java中反射的基本使用
  3. MySQL---数据表基本操作(增删改查、排序、分组、连表)
  4. web开发问题汇总
  5. fedora19之后的版本安装mysql
  6. tomcat8.5配置高并发
  7. iOS 库 开发小结
  8. 笔记本ubuntu安装wifi驱动(未完成)
  9. unity share current game screen
  10. 游戏AI之群组行为