Acwing 858. Prim算法求最小生成树

本文详细解析了在给定无向图中寻找最小生成树的问题,介绍了Prim算法的基本思想及其实现过程,通过实例展示了如何求解最小生成树的树边权重之和,适用于图论与算法学习。

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给定一个n个点m条边的无向图,图中可能存在重边和自环,边权可能为负数。

求最小生成树的树边权重之和,如果最小生成树不存在则输出impossible。

给定一张边带权的无向图G=(V, E),其中V表示图中点的集合,E表示图中边的集合,n=|V|,m=|E|。

由V中的全部n个顶点和E中n-1条边构成的无向连通子图被称为G的一棵生成树,其中边的权值之和最小的生成树被称为无向图G的最小生成树。

输入格式

第一行包含两个整数n和m。

接下来m行,每行包含三个整数u,v,w,表示点u和点v之间存在一条权值为w的边。

输出格式

共一行,若存在最小生成树,则输出一个整数,表示最小生成树的树边权重之和,如果最小生成树不存在则输出impossible。

数据范围

1≤n≤500,
1≤m≤10^5,
图中涉及边的边权的绝对值均不超过10000。

输入样例:

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

输出样例:

6
最小生成树的生成算法:  最小生成树是一个无向图并且没有回路,由图中的n个点和n-1条边构成。

    Prim算法的大致思想:
        1.找到任意一个点,以这个点为起点开始生成树.
        2.不断加入与树相邻且权值最小的边和相应的顶点.
        3.重复第2步直到全部顶点录入完毕,成为最小生成树.
        4.第2步的关键是在未收录的顶点中找到与树相邻并离树最近的顶点.加入后,在剩下的顶点中继续寻找权值最小的边

    
    if (!st[j] && (dist[t] > dist[j] || t == -1))这里容易写错成if ((dist[t] > dist[j]&& !st[j])|| t == -1))
    每次要从没有加入st的点中选出dist最小的点
#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
const int N = 510,M = 100010,INF = 0x3f3f3f3f;
int st[N],dist[N],g[N][N],n,m;

int prim(){
    int res = 0;
    memset(dist,0x3f,sizeof dist);
    for (int i = 0; i < n; ++i){ // 每次向最小生成树中添加1个点,n个点就循环n次就可以了
        int t = -1;
        for (int j = 1;j <= n; ++j){  // [1,...,n] 变量j从1开始,是因为结点是从1开始的
            if (!st[j] && (dist[t] > dist[j] || t == -1))  // dist[j] 代表的是结点j到达最小生成树的距离
                t = j;
        }
        
        if (i && dist[t] == INF) return INF;  //前面直接把dist[]设成0x3f3f3f3f,没有改根节点的值,所以根节点(第一个结点)的dist[t] == INF
                                 //如果非0结点i的dist[i] == INF 说明此图不是连通图,那么肯定是找不出一个最小树的,因为最小树必须是连通的        
        
        for (int j = 1; j <= n; ++j)   // 把一个点放入生成树中,看能不能更新其他点到最小生成树的距离
            if (!st[j])
                dist[j] = min(dist[j],g[t][j]);
        
        st[t] = 1;  // 将结点t加入最小生成树
        if (i)  res = res + dist[t];  // 树的根节点到最小生成树的距离0,不能加dist[0] = 0x3f3f3f3f,结点从1开始
    }
    return res;
}


int main(){
    int x,y,z;
    cin>>n>>m;
    memset(g,0x3f,sizeof g);
    while(m--){
        scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);
        if(x != y){
            g[x][y] = g[y][x] = min(g[x][y],z); // 去重边 注意题目是不是无向图 如果是要同时加入g[x][y] = g[y][x] 两条边
        }
    }
    
    int t = prim();
    if (t == INF) puts("impossible");
    else cout<<t;
    return 0;
}

 

 

 

 

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