数据结构与算法002: 最小生成树

本文介绍了连通图中的生成树概念,详细解释了最小生成树的定义,并提供了三种求解最小生成树的方法:Prim算法、Kruskal算法及简易算法。通过对比这三种算法的特点,帮助读者理解不同场景下的应用。

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


1,生成树:连通图G上的一个子图,该子图连通,无回路且包含图G的所有节点,称为连通图的极小连通子图。一个连通图可以有多棵不同的生成树。


2,最小生成树:对一个带权连通图,也有多棵不同的生成树。由于该图是带权图,各边的权值不一定相等,因此这些生成树的各边权值之和也不一定相同,其中权值最小的生成树被称为该带权连通图的最小生成树。


3 最小生成树的求解方法

构造最小生成树可以有多种算法。大多数《数据结构》教材中介绍了其中的两种算法Prim 算法和Kruskal算法,本文着重介绍Prim算法和简易算法来实现最小生成树的构造。

3.1 Prim算法思想

Prim算法通过逐个往生成树上添加顶点来构造连通网的最小生成树。

具体做法是:

(1) 开始:选取连通网中的任意一个顶点添加到最小生成树中。

(2) 重复执行以下操作:

1) 连通网的顶点集合分成两个部分:已经添加到最小生成树中的顶点集合和尚未添加到最小生成树中的顶点集合;

2) 找出所有连通这两个集合中顶点的边;

3) 从2)中选取一条权值最小的边添加到生成树中,同时将与这条边相连的顶点也添加到生成树中。

(3) 结束:所有的顶点都被添加到最小生成树中。

3.2 Kruskal算法

思想:通过逐个往生成树上添加边来构造连通网的最小生成树。

具体做法是:

(1)将连通网中的所有顶点添加到最小生成树中,构造一个森林;

(2)将各边按照权值从小到大排序;

(3)按照排好的顺序向生成树中添加不使森林中产生回路的边(若构成回路则不添加,继续考察下一条边)直至该森林变成一棵树为止。

3.3 简易算法

思想:通过逐个从连通网中删除边来构造最小生成树。

具体做法:

(1) 将连通网中各边按照权值从大到小排序;

(2) 按照排好的顺序从连通网中删除权值最大的边,条件是使删除该边后的子图仍然保持连通(若删除后子图不连通则改边保留,继续删除下一条边)。直至子图中任何一条边都不能删除(即删除任意一条边都会造成该子图不连通)为止。


4,三种算法的比较:







评论
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