(MST-Kruskal模板)

本文介绍了一种使用Kruskal算法解决最小生成树问题的方法,通过详细的代码示例展示了如何运用并查集来处理图中的边,以找到连接所有顶点的最小权重集合。

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#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<string.h>
#include<string>
#include<stack>
#include<set>
#include<algorithm>
#include<cmath>
#include<vector>
#include<map>


#define ll __int64
#define lll unsigned long long
#define MAX 1000009
#define eps 1e-8
#define INF 0xfffffff
#define mod 1000000007


using namespace std;


/*
题意:
解法:Kruskal模板,这里的使用赋权值的并查集。
*/
struct edge
{
    int x;
    int y;
    int z;
} num[MAX];
bool cmp(edge x,edge y)
{
    return x.z<y.z;
}


int N,M;//N个点,M条边
int father[MAX];
int _max;
int sum;
int ok[MAX];
int kk;


//void init()
//{
//    for(int i = 1; i<=N; i++)
//        father[i] = -1;
//}
//int Find(int x)
//{
//    if(father[x]<0)
//        return x;
//    else
//        return father[x]=Find(father[x]);
//}
//void Union(int x,int y)
//{
//    int xx=Find(x);
//    int yy=Find(y);
//    if( xx == yy ) return ;
//    if( father[xx] < father[yy] )
//    {
//        father[xx] += father[yy];
//        father[yy] = xx;
//    }
//    else
//    {
//        father[yy] += father[xx];
//        father[xx] = yy;
//    }
//}
int Find(int x)
{
    if (father[x]!=x)
        father[x]=Find(father[x]);
    return father[x];
}
void init()
{
    for(int i = 1; i<=N; i++)
        father[i] = i;
}
void Union(int x,int y)
{
    int xx=Find(x);
    int yy=Find(y);
    if( xx == yy ) return ;
    father[yy] = xx;
}
void Krusal()
{
    kk = 0;
    init();
    for(int i = 0; i<M; i++)
    {
        //cout<<"check"<<endl;
        int xx = num[i].x;
        int yy = num[i].y;
        if(Find(xx)!=Find(yy))
        {
            //cout<<xx<<" "<<yy<<endl;
            ok[kk++] = i;
            if(num[i].z>_max)
                _max = num[i].z;
            Union(xx,yy);
        }
    }
}
int main()
{
    int a,b,c;
    while(~scanf("%d%d",&N,&M))
    {
        for(int i = 0; i<M; i++)
        {
            scanf("%d%d%d",&num[i].x,&num[i].y,&num[i].z);
        }
        sort(num,num+M,cmp);
        _max = - INF;
        sum = 0;
        Krusal();
        printf("%d\n",_max);
        printf("%d\n",kk);
        for(int i = 0; i<kk; i++)
        {
            printf("%d %d\n",num[ok[i]].x,num[ok[i]].y);
        }
    }
    return 0;
}
### Kruskal Algorithm Minimum Spanning Tree Code Template Kruskal算法用于寻找图中的最小生成树,通过按权重升序处理所有边并仅当连接两个不同集合的节点时才添加该边来构建最小生成树。以下是使用C++实现Kruskal算法的一个通用模板: ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> using namespace std; struct Edge { int u, v; long long weight; }; class DisjointSet { public: vector<int> parent, rank; DisjointSet(int n) : parent(n), rank(n, 0) { for (int i = 0; i < n; ++i) { parent[i] = i; } } int find(int x) { if (parent[x] != x) { parent[x] = find(parent[x]); } return parent[x]; } void Union(int x, int y) { int rootX = find(x); int rootY = find(y); if (rootX != rootY) { if (rank[rootX] > rank[rootY]) { parent[rootY] = rootX; } else if (rank[rootX] < rank[rootY]) { parent[rootX] = rootY; } else { parent[rootY] = rootX; rank[rootX]++; } } } }; long long kruskal(vector<Edge>& edges, int vertices) { sort(edges.begin(), edges.end(), [](const Edge& a, const Edge& b) {return a.weight < b.weight;} ); DisjointSet ds(vertices); long long mstWeight = 0; for(auto &edge : edges){ int set_u = ds.find(edge.u); int set_v = ds.find(edge.v); if(set_u != set_v){ cout << "Edge included (" << edge.u << ", " << edge.v << ") with weight " << edge.weight << endl; mstWeight += edge.weight; ds.Union(set_u,set_v); } } return mstWeight; } // Example usage of the function. /* int main() { int V = 4; // Number of vertices in graph vector<Edge> E = {{0, 1, 10}, {0, 2, 6}, {0, 3, 5}, {1, 3, 15}, {2, 3, 4}}; // Edges and their weights cout << "The total weight of MST is: " << kruskal(E,V)<<endl; } */ ``` 此代码定义了一个`DisjointSet`类来进行路径压缩和按秩合并操作,并实现了`kruskal()`函数以计算给定无向加权图中MST的总成本[^1]。
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