最小生成树 学习笔记

本文探讨了图论中的最小生成树问题,重点介绍了Prim和Kruskal两种经典算法的实现和证明。Prim算法通过不断选取当前子图到剩余点集的最短边来构造最小生成树,而Kruskal算法则是按边权值排序,依次选择不形成环的边。两种算法均利用并查集判断是否形成圈。尽管形式上最小生成树不唯一,但都能确保找到一棵权值最小的连通子图。

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连通图才有生成树,所以假定图是连通的。而且对于任意一个点作为树根,都能见一颗最小生成树,所以最小生成树在形式上不是唯一的。

 

 

prim算法:

实现:设T为生成树的子图,不断选取T连接剩下点集的最短边。

证明:设T为生成树的子图,设e为所说的最短边,假设不连e边,连其他任意边f,我们都可以通过删除f连e边建立一个新的树,树的总权值只会更小。

用堆维护。实现起来很简单就不帖代码了。

 

kruskal算法:

实现:把所有边的权值排序一遍,只要不产生圈加入就行。

证明:很显然是对的。

如何判圈:并查集判连通分量。

为什么最终这些“零散的边”能形成一棵树?假设点的总数是V个我们选择了V-1条不带圈的边,那就是一个不带圈的连通图,自然会形成一棵树(只能这么说);

算法复杂度主要在于排序和并查集的维护具体不好估计反正和prim差不多。

 

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