公路村村通

文章介绍了如何运用Kruskal算法解决给定村落道路数据,找到最低成本实现每个村落都连通的路径。通过建立并查集,对道路按成本排序并合并节点,计算最小生成树的总成本。如果不能确保所有村落连通,则输出-1。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

现有村落间道路的统计数据表中,列出了有可能建设成标准公路的若干条道路的成本,求使每个村落都有公路连通所需要的最低成本。

输入格式:

输入数据包括城镇数目正整数N(≤1000)和候选道路数目M(≤3N);随后的M行对应M条道路,每行给出3个正整数,分别是该条道路直接连通的两个城镇的编号以及该道路改建的预算成本。为简单起见,城镇从1到N编号。

输出格式:

输出村村通需要的最低成本。如果输入数据不足以保证畅通,则输出−1,表示需要建设更多公路。

输入样例:

6 15
1 2 5
1 3 3
1 4 7
1 5 4
1 6 2
2 3 4
2 4 6
2 5 2
2 6 6
3 4 6
3 5 1
3 6 1
4 5 10
4 6 8
5 6 3
输出样例:

12

这个题有两种解法,分别为Prim算法 和 Kruskal算法,Prim算法是归并点,Kruskal是归并边,我的做法是Kruskal算法,也就是归并边。

Kruskal算法其实就是并查集思想,如果你不了解并查集思想,可以看这篇文章,讲的超级详细,要是简单就想把这道题过了,只需要看这篇文章的前一小部分就可以了。

(17条消息) 并查集_谦小白的博客-优快云博客icon-default.png?t=N4P3https://blog.youkuaiyun.com/weixin_38279101/article/details/112546053

以下是我的代码,有详细的注释

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=1001;
int parent[N]; //记录每个节点的父节点
struct D{
    int a;//点
    int b;//点
    int c;//权值
}p[N*3];
int find(int x){//查找一个数的根节点
    if(parent[x]==x)
        return x;
    else
        return find(parent[x]);
}
int merge(int x,int y){//合并,检查两个数的根节点是否相同,如果相同则构成闭环,否则就将其合并
    int xx=find(x);
    int yy=find(y);
    if(xx!=yy){
        parent[yy]=xx;//将xx设定为yy的父节点
        return 1;
    }
        return 0;
}
bool cmp(D Q,D W){//这个地方是C语言和C++中struct的不同之处,C语言需要在D前面添加一个struct
    return Q.c<W.c;
}
void initial(int n){
    for(int i=1;i<=n;++i){
        parent[i]=i;
    }
}
int main(){
    int n,m;
    cin>>n>>m;
    initial(n); //初始化并查集
    int aa,bb,cc;
    for(int i = 0;i < m;i++){
        cin>>aa>>bb>>cc;
        p[i].a = aa;
        p[i].b = bb;
        p[i].c = cc;
    }
    sort(p,p + m,cmp); //将边按边权从小到大排序
    int sum = 0,nums = 0; //初始化权值和为0,边数为0
    for(int i = 0;i < m;i++)
        if(merge(p[i].a,p[i].b)){ //如果将当前边加入最小生成树后不会形成环,则将其加入最小生成树
            sum += p[i].c; //更新权值和
            nums++; //更新边数
        }
    if(nums == n- 1) //如果最小生成树中的边数等于节点数减1,说明最小生成树已经形成
        cout<<sum<<endl; //输出最小生成树的权值和
    else
        cout<<"-1"<<endl; //否则输出-1,表示无法构成最小生成树
    return 0;
}

### PTA 公路村村通 C语言 算法 实现 PTA 公路村村通问题是典型的最小生成树问题,可以采用 **Prim算法** 或者 **Kruskal算法** 来求解。以下是基于 Prim 算法的解决方案。 #### 1. 数据结构设计 为了表示图中的顶点和边关系,通常会使用二维数组 `graph` 表示邻接矩阵,其中 `graph[i][j]` 存储从顶点 i 到 j 的路径权值。如果两顶点之间无直接连接,则设置为无穷大(如 INT_MAX)。此外,还需要定义辅助数组: - `visited[]`: 记录某个顶点是否已经被加入到最小生成树中。 - `lowcost[]`: 记录当前未访问顶点到已访问顶点集合之间的最短距离。 #### 2. 初始化 假设从第一个顶点开始构建最小生成树,初始状态设为 `visited[0]=true` 并将其他顶点对应的 `lowcost[j]` 值初始化为其与起点的距离 `graph[0][j]`。 #### 3. 主体逻辑 不断寻找尚未加入 MST 的具有最小 cost 的节点 k 加入,并更新其余各点至新加入点的成本。具体操作如下: ```c #include<stdio.h> #define INF 0x3f3f3f3f int main(){ int N,M; scanf("%d %d",&N,&M); // 构建邻接矩阵 graph[N][N], 默认全置为INF int graph[1001][1001]; for(int i=1;i<=N;i++) { for(int j=1;j<=N;j++) { if(i==j){ graph[i][j]=0; }else{ graph[i][j]=INF; } } } // 输入 M 条道路信息并填充到 graph 中 for(int i=0;i<M;i++){ int u,v,w; scanf("%d%d%d", &u, &v, &w); if(w<graph[u][v]){ graph[u][v]=graph[v][u]=w; } } // visited 数组标记哪些城市已经选过 bool visited[1001]={false}; int lowcost[1001]; // 初始化:从第1个城市出发 for(int i=1;i<=N;i++) { lowcost[i]=graph[1][i]; } visited[1]=true; int totalCost=0; int count=1;// 已经选择了几个城市 while(count<N){ int min_cost=INF,k=-1; // 找到下一个最近的城市k for(int i=1;i<=N;i++){ if(!visited[i] && lowcost[i]<min_cost){ min_cost=lowcost[i]; k=i; } } if(k==-1 || min_cost>=INF) break; // 如果找不到更近的城市则结束 // 将找到的城市k加入MST visited[k]=true; totalCost+=min_cost; count++; // 更新其它城市的lowcost[] for(int i=1;i<=N;i++){ if(!visited[i] && graph[k][i]<lowcost[i]){ lowcost[i]=graph[k][i]; } } } printf("%d\n",(count==N)?totalCost:-1); // 若所有城市都联通才输出总花费,否则返回-1 } ``` 此程序实现了利用Prim算法计算给定条件下修建公路所需最少费用的功能[^1]。 #### 注意事项 当最终选取的城市数量少于实际存在的城市总数时,说明存在孤立无法到达的城市群,应按照题目要求输出 `-1` 表明不可能完成全面覆盖的任务目标[^2]。
评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值