最小生成树 & 洛谷P3366【模板】最小生成树 & 洛谷P2820 局域网
嗯...
理解生成树的概念:
在一幅图中将所有n个点连接起来的n-1条边所形成的树。
最小生成树:
边权之和最小的生成树。
最小瓶颈生成树:
对于带权图,最大权值最小的生成树。
如何操作?
1.Prim算法(O(mlogn))
2.Kruskal算法(O(mlogn))
推荐使用第二种,无需建图。
算法流程:
Prim算法:(思想类似dijkstra)
随意选取一个点作为已访问集合的第一个点,并将所有相连的边加入堆中
从堆中找到最小的连接集合内和集合外点的边,将边加入最小生成树中
将集合外点标记为已访问,并将相连边加入堆
重复以上过程直到所有点都在访问集合中
Kruskal算法:(并查集思想)
将边按照权值排序
依次枚举每一条边,若连接的两点不连通则加入最小生成树中
使用并查集维护连通性
模板代码:
int f[], h;
struct node{
int x, y, l;
} a[];
inline bool cmp(node i, node j){
return i.l < j.l;
}
inline int find(int x){
if(x != f[x])//本身是否为父亲节点
f[x] = find(f[x]);
return f[x];
}//并查集操作
int main(){
for(int i = ; i <= n; i++){
f[i] = i;
}//父节点初始化
sort(a+, a+k+, cmp);//排序
for(int i = ; i <= k; i++){
int r1 = find(a[i].x);
int r2 = find(a[i].y);
if(r1 != r2){
f[r1] = r2;
}
}
}
Kruskal
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int n,m,a,b,c;
int sum;
int g[][],minn[];
bool u[];
int main(){
memset(g,0x7f,sizeof(g));
memset(minn,0x7f,sizeof(minn));
memset(u,true,sizeof(u));
cin>>n>>m;
for(int i=;i<=m;i++)
{
cin>>a>>b>>c;
g[a][b]=g[b][a]=c;
sum+=c;
}
minn[]=;
for(int i=;i<=n;i++){
int k=;
for(int j=;j<=n;j++)
if(u[j]&&minn[j]<minn[k])
k=j;
u[k]=false;
for(int j=;j<=n;j++)
if(u[j]&&g[k][j]<minn[j])
minn[j]=g[k][j];
}
int total=;
for(int i=;i<=n;i++)
total+=minn[i];
cout<<sum-total<<endl;
return ;
}
Prim
模板题:
洛谷P3366【模板】最小生成树:
题目链接:https://www.luogu.org/problemnew/show/P3366
思路:(Kruskal)
一道模板题,首先用一个结构体读入,然后初始化父节点,再按边权排序,然后用find函数分别找输入时的两个点的父节点,并判断其中一个是否是另一个的父亲,否则就进行合并,并将h+=a[i].l。(思路比较好理解)
#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<algorithm> using namespace std; int h, f[]; struct node{
int x, y, l;
} a[]; inline bool cmp(node i, node j){
return i.l < j.l;
} inline int find(int x){
if(x != f[x])
f[x] = find(f[x]);
return f[x];
} int main(){
int n, m;
scanf("%d%d", &n, &m);
for(int i = ; i <= n; i++){
f[i] = i;
}
for(int i = ; i <= m; i++){
scanf("%d%d%d", &a[i].x, &a[i].y, &a[i].l);
//h += a[i].l;
}
sort(a+, a+m+, cmp);
for(int i = ; i <= m; i++){
int r1 = find(a[i].x);
int r2 = find(a[i].y);
if(r1 != r2){
f[r1] = r2;
h += a[i].l;
//h -= a[i].l;
}
}
printf("%d", h);
return ;
}
AC代码
洛谷P2820 局域网:
题目链接:https://www.luogu.org/problemnew/show/P2820
思路:
首先这道题的问法就很模板:
很显然“f(i,j)表示i,j之间连接的畅通程度”即为i到j点的权值;“除去一些连线,使得网络中没有回路,并且被除去网线的Σf(i,j)最大”很显然是求最小生成树。但注意一个细节,它与最小生成树有所不同,它要求的是Σf(i,j)最大。
所以我们在最小生成树的模板上进行修改即可:读入时将所有的边权都加到h中。在判断父节点是否相同时,若不同,则将合并,并将合并的这条边的权值减掉即可。
#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<algorithm> using namespace std; int f[], h; struct node{
int x, y, l;
} a[]; inline bool cmp(node i, node j){
return i.l < j.l;
} inline int find(int x){
if(x != f[x])
f[x] = find(f[x]);
return f[x];
} int main(){
int n, k;
scanf("%d%d", &n, &k);
for(int i = ; i <= n; i++){
f[i] = i;
}
for(int i = ; i <= k; i++){
scanf("%d%d%d", &a[i].x, &a[i].y, &a[i].l);
h += a[i].l;
}
sort(a+, a+k+, cmp);
for(int i = ; i <= k; i++){
int r1 = find(a[i].x);
int r2 = find(a[i].y);
if(r1 != r2){
f[r1] = r2;
h -= a[i].l;
}
}
printf("%d", h);
return ;
}
AC代码
大概就是这样,个人认为Kruskal算法比Prim算法写起来简单并好理解....
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