Hdu-1879 继续畅通工程 (Prim/Kruskal)

本文详细介绍了Prim算法和Kruskal算法在求解最小生成树问题中的应用。Prim算法采用贪心策略,从一个顶点开始,逐步将距离当前生成树最近的顶点加入,直至覆盖所有顶点。Kruskal算法同样基于贪心思想,通过按边的权值排序,依次选择不会形成环路的最小权值边加入生成树。两种算法均考虑了图的连通性,但Prim算法的时间复杂度为O(V^2),而Kruskal算法为O(ElogE)。

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//Prim算法 -----让一棵小树长大
//描述: 又称"加点法",运用贪心思想,从某个顶点出发,不断向生成树顶点集合X添加距离X最近的顶点。
//添加顶点数 < V时,图不连通。
//复杂度: O(v2)

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
const int inf=0x3f3f3f3f;
const int Max_n=110;
const int Max_m= 11000;

int n,m;
int cost[Max_n][Max_n];
bool vis[Max_n];
int dist[Max_n];

int Prim(){
	int ans=0,sum=0;
	memset(dist,0x3f,sizeof(dist));
	memset(vis,0,sizeof(vis));
	dist[1]=0;
	while(true){
		int v=-1; //v=未收录顶点集合X中dist的最小值
		for(int i=1;i<=n;i++){
			if(!vis[i]&&dist[i]!=inf&&(v==-1||dist[i]<dist[v]))  //dist[i]!=inf是必要的,图可能不连通
				v=i;
		}
		if(v==-1)break;
		vis[v]=1; //将顶点v加入X
		ans++;sum+=dist[v];
		for(int i=1;i<=n;i++){
			if(!vis[i]&&dist[i]>cost[v][i]) //更新v的每个邻接点dist的值
				dist[i]=cost[v][i];
		}
	} 
	if(ans<n)return -1; //图不连通 	
	return sum; 
}

int main()
{
	while(~scanf("%d",&n)&&n){
		m=n*(n-1)/2;
		int a,b,c,d;
		for(int i=0;i<m;i++){
			scanf("%d%d%d%d",&a,&b,&c,&d);
			if(d){
				cost[a][b]=0;
				cost[b][a]=0;
			}
			else {
				cost[a][b]=c;
				cost[b][a]=c;
			}
		}
		printf("%d\n",Prim());
	}
	return 0;
}
//Kruskal算法 -----将森林合并成树
//描述: 又称"加边法",运用贪心思想,按边的权值从小到大排序,
//依次从边中选择一条不会产生环路的具有最小权值的边加入生成树的边集合中。添加边数 < V-1时,图不连通。
//复杂度: O(ElogE)

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
const int inf=0x3f3f3f3f;
const int Max_n=110;
const int Max_m= 11000;

int n,m;
struct edge{
	int from,to,cost;
	bool operator<(const edge& e)const {
		return cost<e.cost;
	}
}e[Max_m];
int par[Max_n];

int Find(int x){
	if(par[x]==x)return x;
	return par[x]=Find(par[x]);
}

int Kruskal(){
	int ans=0,sum=0;
	for(int i=0;i<=n;i++)par[i]=i;
	sort(e,e+m);
	for(int i=0;i<m;i++){
		int x=Find(e[i].from);
		int y=Find(e[i].to);
		if(x!=y){
			ans++;sum+=e[i].cost;
			par[x]=y;
		} 
		if(ans==n-1)break;
	} 
	if(ans<n-1)return -1; //图不连通
	return sum; 
}

int main()
{
	while(~scanf("%d",&n)&&n){
		m=n*(n-1)/2;
		int f;
		for(int i=0;i<m;i++){
			scanf("%d%d%d",&e[i].from,&e[i].to,&e[i].cost);
			scanf("%d",&f);
			if(f)e[i].cost=0;
		}
		printf("%d\n",Kruskal());
	}
	return 0;
}
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