畅通路问题之贪婪算法

                                            畅通路问题之贪婪算法  

描述

某省调查乡村交通状况,得到的统计表中列出了任意两村庄间的距离。省政府“畅通工程”的目标是使全省任何两个村庄间都可以实现公路交通(但不一定有直接的公路相连,只要能间接通过公路可达即可),并要求铺设的公路总长度为最小。请计算最小的公路总长度。

输入

测试输入包含若干测试用例。每个测试用例的第1行给出村庄数目N ( < 100 );随后的N(N-1)/2行对应村庄间的距离,每行给出一对正整数,分别是两个村庄的编号,以及此两村庄间的距离。为简单起见,村庄从1到N编号。
当N为0时,输入结束,该用例不被处理。

输出

对每个测试用例,在1行里输出最小的公路总长度。

样例输入

3
1 2 1
1 3 2
2 3 4
4
1 2 1
1 3 4
1 4 1
2 3 3
2 4 2
3 4 5
0

样例输出

3
5

代码如下:

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;

int f[1005],ans;

struct node
{
   int x,y,z;
}a[10005];

bool cmp(node n,node m)
{
    return n.z<m.z;
}

int find (int n)
{
    return f[n]==n?n:f[n]=find(f[n]);
}

int merge(node k)
{
   int x = find(k.x);
   int y = find(k.y);
   if(x!=y)
   {
       f[x] = y;
       return 1;
   }
   return 0;
}

int main()
{
    int n;
    while(scanf("%d",&n),n){
         for(int i=1;i<=n;i++)
            f[i]=i;
     int m = n*(n-1)/2;
       for(int i=1;i<=m;i++)
       {
           scanf("%d%d%d",&a[i].x,&a[i].y,&a[i].z);
       }
       sort(a+1,a+1+m,cmp);
       ans=0;
       for(int i=1;i<=m;i++)
       {
            if(merge(a[i]))
                ans+=a[i].z;
       }
       printf("%d\n",ans);
    }
   return 0;
}


畅通工程之局部最小花费问题是要使整个地区任何两个城镇间都能实现快速交通,计算全地区畅通所需的最低成本,可使用Prim算法和Kruskal算法来解决。 Prim算法是从一个起始顶点开始,逐步扩展生成最小生成树。在该问题中,首先将已修好的的花费设为0。示例代码如下(C++): ```cpp #include <stdio.h> #include <set> #define MAX 100000 using namespace std; int a[105][105]={100000}; int main() { int n; scanf("%d",&n); set<int> village; set<int>::iterator iter_set; int x,y,dist,is,sum=0,num1=0; for(int i=0;i<n*(n-1)/2;i++) { scanf("%d%d%d%d",&x,&y,&dist,&is); if(is) { a[x][y]=a[y][x]=0; } else { a[x][y]=a[y][x]=dist; } } int min,labal; village.insert(1); num1++; for(int i=0;i<n-num1;i++) { min=MAX; for(iter_set=village.begin();iter_set!=village.end();iter_set++) { for(int k=1;k<=n;k++) { if(a[*iter_set][k]<min&&village.find(k)==village.end()) { labal=k; min=a[*iter_set][k]; } } } village.insert(labal); sum+=min; } printf("%d",sum); return 0; } ``` 此代码通过设置已修的花费为0,不断将新的村庄加入集合,选择最小花费的边,最终得到全地区畅通的最低成本[^2]。 Kruskal算法则是从各个节点所连成的边出发,把边按从小到大的顺序排列,不断加入当前剩余边中的最小边。在添加边时,使用并查集方法判断是否会形成回,若边的两个端点的祖先不相等(构不成回)就添加这条边,并将该边起点的父节点设为该边的终点,计入的边将其权值加入最后的结果中。该算法适用于边多节点少的图[^4]。
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