图论中最小生成树的问题学习
来源:互联网 发布:centos中文输入法下载 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 08:40
之前的博客分析过这种问题,并使用伪代码分析过其实现。
首先给出问题背景吧,其实岛屿问题(华为的机试题),要在n个岛屿上之间建桥,要使得所有岛屿联通,因为岛屿之前的距离不一样,所以规划出最短的造桥路径。
为了方便研究,从最简单的三个节点开始
ABC三个岛屿,两两之间的距离如上图。
首先要将这种图的关系存储起来,要用到二维数组
#define N 3int g[N][N];
图中的关系输入格式为
0 10 15
10 0 12
15 12 0
岛A到A的距离为0;
得到的一张二维数组表为
先学习一下别人的算法吧;
别人的源码
#include <stdio.h>#include <string.h>#define MaxInt 0x3f3f3f3f#define N 110//创建map二维数组储存图表,low数组记录每2个点间最小权值,visited数组标记某点是否已访问int map[N][N],low[N],visited[N];int n;int prim(){ int i,j,pos,min,result=0; memset(visited,0,sizeof(visited));//从某点开始,分别标记和记录该点 visited[1]=1;pos=1;//第一次给low数组赋值 for(i=1;i<=n;i++) if(i!=pos) low[i]=map[pos][i];//再运行n-1次 for(i=1;i<n;i++) {//找出最小权值并记录位置 min=MaxInt; for(j=1;j<=n;j++) if(visited[j]==0&&min>low[j]) { min=low[j];pos=j; }//最小权值累加 result+=min;//标记该点 visited[pos]=1;//更新权值 for(j=1;j<=n;j++) if(visited[j]==0&&low[j]>map[pos][j]) low[j]=map[pos][j]; } return result;}int main(){ int i,v,j,ans; while(scanf("%d",&n)!=EOF) {//所有权值初始化为最大 memset(map,MaxInt,sizeof(map)); for(i=1;i<=n;i++) for(j=1;j<=n;j++) { scanf("%d",&v); map[i][j]=map[i][j]=v; } ans=prim(); printf("%d\n",ans); } return 0;}
博主用了三个数组来记录相关数据
int map[N][N],low[N],visited[N];
map 很容易理解,就是二维数组表示图的相关关系。
low用于保存待选择的权值,
visited用于记录哪些点已经遍历过了
首先找到一个入口
//从某点开始,分别标记和记录该点 visited[1]=1;pos=1;//第一次给low数组赋值 for(i=1;i<=n;i++) if(i!=pos) low[i]=map[pos][i];
从第一个节点入手,标记第一个节点,并将和第一个节点相连的数据保存到low中,
对应上面n=3的例子,将10和15保存到low中,并标记A的位置
//再运行n-1次 for(i=1;i<n;i++) {//找出最小权值并记录位置 min=MaxInt; for(j=1;j<=n;j++) if(visited[j]==0&&min>low[j]) { min=low[j];pos=j; }//最小权值累加 result+=min;//标记该点 visited[pos]=1;//更新权值 for(j=1;j<=n;j++) if(visited[j]==0&&low[j]>map[pos][j]) low[j]=map[pos][j]; }
这个代码段,很类似一个递归的过程,暂不关注循环几次。
//找出最小权值并记录位置 min=MaxInt; for(j=1;j<=n;j++) if(visited[j]==0&&min>low[j]) { min=low[j];pos=j; }
这段代码就是,找出刚刚保存权值里面最小的一个
对应n=3的情况
min=10;
10对应的节点是B。pos指向B
//最小权值累加 result+=min;获取这个最小权值,//标记该点 visited[pos]=1;
将上面的最小权值对应的节点B,加入到visited,就是标记起来
//更新权值 for(j=1;j<=n;j++) if(visited[j]==0&&low[j]>map[pos][j]) low[j]=map[pos][j];
然后将B相连的权值加入到low中,
此时对应n=3情况为
\
此时有个问题就是,前面最小的权值是10,需要将这个权值从low中去除掉,
看看这个他是怎么做到的
他并没有这样做,因为用min保存了这个最小的权值,下次只要和这个变量比就可以了,
而是去更新和同一个节点连接的最小的权值,
首先A和B节点都已经标记,所以到达A和B节点的权值已经确定,现在是到达C节点的权值要求最小,而low中下标3就是c节点对应的,权值存放区,所以更新之后,再找出最小权值。
然后利用for进行循环,
如果有n个节点,那么就需要找出n-1个最小权值,
这种思想是可以的,现在看看 能不能修改利用 priority_queue来完成上面的工作,
初步代码是这样的
int myalgo(int g[3][3],int num){ int i=0; int j=0; int min=0; int cnt; type_chose buff; priority_queue <type_chose> chose; vector <int> flag_node; flag_node.resize(num); //enter loc 0; int loc=0; flag_node[loc]=1; for(i=0;i<num;++i) { if(i!=loc) { buff.dis=g[loc][i]; buff.num=i; chose.push(buff); } } for(j=0;j<num-1;++j) { min+=chose.top().dis; loc=chose.top().num; chose.pop(); flag_node[loc]=1; for(i=0;i<num;++i) { if(flag_node[i]==0) { buff.dis=g[loc][i]; buff.num=i; chose.push(buff); } } } return min;}
本来想利用有限队列来完成寻找最小权值,但是出现一个问题就是,
优先队列只能删除top元素,而不能删除特定的元素,因为在最小生成树中需要删除特定元素。
参考资料
http://www.cnblogs.com/Veegin/archive/2011/04/29/2032388.html
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