POJ 1679 练习克鲁斯卡尔kruskal 算法

克鲁斯卡尔kruskal 算法　
假设 WN=(V,{E}) 是一个含有 n 个顶点的连通网，则按照克鲁斯卡尔算法构造最小生成树的过程为：
先构造一个只含 n 个顶点，而边集为空的子图，若将该子图中各个顶点看成是各棵树上的根结点，则它是一个含有 n 棵树的一个森林。之后，从网的边集 E 中选取一条权值最小的边，若该条边的两个顶点分属不同的树，则将其加入子图，也就是说，将这两个顶点分别所在的两棵树合成一棵树；反之，若该条边的两个顶点已落在同一棵树上，则不可取，而应该取下一条权值最小的边再试之。依次类推，直至子图中含有 n-1条边为止。

POJ1679:The Unique MST

题意：给一个无向图，判断这个图的最小生成树MST是否是唯一的。如果是唯一的，输出最小生成树的权值，如果不是唯一的，输出“Not Unique!”

分析:先求出一棵最小生成树,记下最小权值为mst.然后枚举树上的每条边,去掉以后再求一次最小生成树,只要出现权值等于mst,那么最小生成树一定不唯一.


样例：
Sample Input

2(测试次数）
3 3（顶点和边的数目）
1 2 1（一条边的两个顶点和权值,以下同）
2 3 2
3 1 3
4 4
1 2 2
2 3 2
3 4 2
4 1 2

Sample Output

3
Not Unique!


AC代码：

import java.util.Scanner;      
import java.util.Arrays;      
public class Main{      
    private int father[];    //记录顶点的父节点  
    private Edge e[];   //图的所有边   
    private int n;//结点个数      
    private int l;//边的数目 
    private int mst;//最小生成树的最小权值
    private boolean uni;//最小生成树是否唯一的标志

    public Main(int n,int l,Edge[] e){      
       this.n=n;      
       this.l=l;      
       this.e=e;      
       father=new int[n+1];  
       mst=0;
       uni=true;    
       make_set();     


    }         

   private void make_set(){//将每个顶点初始化为一个集合(树），父节点指向自己。 
     for( int x = 1; x <= n; x ++)
        father[x] = x;
   }


   private int find_set(int x){//找x的父节点
    if(x != father[x])
        father[x] = find_set(father[x]);//路径压缩
    return father[x];
    }

    public int getMst(){
      return this.mst;
    }

    public boolean getUni(){
      return this.uni;
    }

  private void kruskal(){
    int  x, y;
    int mst_e[]=new int[n];//用于记录第一次krushal得到的MST的边
    int edge_num=0;//第一次krushal后的边数;
    int k = 0;
      // 下面为第一次kruskal求MST。
    make_set();    
    Arrays.sort(e);//将边按权值排序（从小到大）
     for(int i = 0; i < l; i ++){
        x = find_set(e[i].a);
        y = find_set(e[i].b);
        if(x != y){
            father[y] = x;//合并两棵树
            mst += e[i].weight;
            mst_e[k ++] = i;   //  记录下MST的边。
        }
    }
    edge_num = k;//  记录MST的边的数目


    for(int r = 0; r < edge_num; r ++){//枚举树上的每条边,去掉以后再求一次最小生成树,
         make_set();     //  每次kruskal要记得初始化并查集。
         int sec_mst=0;//用于记录下面求出的最小生成树的最小权值
         int num = 0;
        for(int i = 0; i < l; i ++){
            if(i == mst_e[r]) continue;   //  模拟删边。
            x = find_set(e[i].a);
            y = find_set(e[i].b);
            if(x != y){
                father[y] = x;
                sec_mst += e[i].weight;
                num ++;
            }
        }
        if(num != edge_num) continue;   //判断是能构成完整的次小生成树。
        if(sec_mst == mst){
         //System.out.println(mst);
  //如果能构造成完整的次小生成树，并且次小生成树的值与mst相等，则说明MST不唯一。
            uni = false;
            return;
        }
    } 
}



 public static void main(String args[]){
    Scanner in=new Scanner(System.in);
    int t=in.nextInt();

    while(t -->0){
        int n=in.nextInt();//顶点数
        int m=in.nextInt();//边数
        Edge[] e=new Edge[m];   
      for(int i = 0; i <m; i++){   
          e[i]=new Edge(in.nextInt(),in.nextInt(),in.nextInt());   

      }   
      Main ma=new Main(n,m,e);   

      ma.kruskal();
        if(!ma.getUni()) System.out.printf("Not Unique!\n");
        else System.out.printf("%d\n", ma.getMst());
    }
  }

}


class Edge implements Comparable       

{        
     int a;  //边的一个顶点，从数字0开始      
     int b;  //边的另一个顶点      
     int weight;  //权重      

     Edge(int a,int b,int weight){      
      this.a=a;      
      this.b=b;      
      this.weight=weight;      
    }      

    @Override         
    public int compareTo(Object o){       
        Edge m = (Edge)o;       
        int result=(int)(this.weight - m.weight);       
        if(result>0) return 1;      
        else if(result==0) return 0;      
        else return -1;      
    }       

}