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  • 最小生成树(prim)

    qwq又是一个小时,终于把prim弄懂了qwq

    为什么总是这么难~~

    好啦,下面是prim 的复习,主要介绍prim 的运行机制,然后依旧是博客分享,(*^▽^*)

    1.读入数据

    2.因为要求的是最小生成树,所以设置小根堆priority_queue(就是把操作符取反),初始化所有节点的路径长为正无穷,标记根节点1的路径长度为0,压入队列等待访问

    3.访问队列元素:
      1.判断当前元素有没有被访问过,如果被访问过,直接跳过(因为prim中,如果这个节点已经被标记,就表示它已经找到了自己的最小路径,剩下的路径再怎么样也不可能比当前路径小(小根堆啊喂),所以直接跳过就可以)

      2.没有访问过,由于贪心思想所以当前路径为最小路径,直接标记为访问过,求出当前路径总长度并统计当前总共访问过的节点个数

      3.依次访问x的所有子节点,如果x到当前节点y的长度比d[x]小,那么更新d[x]的值。又因为y有可能是最小路径上的一个点,所以直接将y压入队列,等待访问。

    4.所有节点访问完成之后,判断走过的节点个数是否小于n-1,如果小于,表示无法访问遍所有节点,否则,表示可以生成最小生成树

    AC代码:

    #include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    
    int n,m;
    vector<pair<int,int> > v[1020000];
    
    struct node{
        int x,w;
        node(int a=0,int b=0)
        {
            x=a;
            w=b;
        }
    }; 
    
    void add(int x,int y,int z)
    {
        v[x].push_back(make_pair(y,z)); 
    }
    
    bool operator < (const node &a,const node &b)
    {
        return a.w >b.w ;
    }
    
    priority_queue<node> q;
    
    int dis[1020000];
    bool vis[1020000];
    
    int main()
    {
    //    freopen("in.txt","r",stdin);
        cin>>n>>m;
        for(int i=1;i<=m;i++)
        {
            int a,b,c;
            cin>>a>>b>>c;
            add(a,b,c);
            add(b,a,c);
        }
        
        memset(dis,0x3f,sizeof(dis));
        
        dis[1]=0;
        q.push(node(1,dis[1]));
        int sum=0;
        int tot=1;
        
        
        while(!q.empty())
        {
            int x=q.top().x;
            q.pop();
            if(vis[x]) continue;
            vis[x]=1;
            tot++;
            sum+=dis[x];
            for(int i=0;i<v[x].size();i++)
            {
                int y=v[x][i].first;
                int z=v[x][i].second;
                if(dis[y]>z)
                {
                    dis[y]=z;
                    q.push(node(y,dis[y]));
                 } 
            }
         } 
         
         if(tot<n-1) cout<<"orz";
         else cout<<sum;
         return 0;
        
        
    }

    ----------巨佬博客------------

    MST(Minimum Spanning Tree,最小生成树)问题有两种通用的解法,Prim算法就是其中之一,它是从点的方面考虑构建一颗MST,大致思想是:设图G顶点集合为U,首先任意选择图G中的一点作为起始点a,将该点加入集合V,再从集合U-V中找到另一点b使得点b到V中任意一点的权值最小,此时将b点也加入集合V;以此类推,现在的集合V={a,b},再从集合U-V中找到另一点c使得点c到V中任意一点的权值最小,此时将c点加入集合V,直至所有顶点全部被加入V,此时就构建出了一颗MST。因为有N个顶点,所以该MST就有N-1条边,每一次向集合V中加入一个点,就意味着找到一条MST的边。

    Prim算法适用于稠密图 Kruskal适用于稀疏图

    用图示和代码说明:

    初始状态:


    设置2个数据结构

    lowcost[i]:表示以i为终点的边的最小权值,当lowcost[i]=0说明以i为终点的边的最小权值=0,也就是表示i点加入了MST

    mst[i]:表示对应lowcost[i]的起点,即说明边<mst[i],i>是MST的一条边,当mst[i]=0表示起点i加入MST


    我们假设V1是起始点,进行初始化(*代表无限大,即无通路):


    lowcost[2]=6lowcost[3]=1,lowcost[4]=5,lowcost[5]=*,lowcost[6]=*

    mst[2]=1,mst[3]=1,mst[4]=1,mst[5]=1,mst[6]=1,(所有点默认起点是V1)


    明显看出,以V3为终点的边的权值最小=1,所以边<mst[3],3>=1加入MST


    此时,因为点V3的加入,需要更新lowcost数组和mst数组:

    lowcost[2]=5lowcost[3]=0,lowcost[4]=5,lowcost[5]=6,lowcost[6]=4

    mst[2]=3mst[3]=0,mst[4]=1,mst[5]=3,mst[6]=3

    明显看出,以V6为终点的边的权值最小=4,所以边<mst[6],6>=4加入MST


    此时,因为点V6的加入,需要更新lowcost数组和mst数组:

    lowcost[2]=5lowcost[3]=0lowcost[4]=2,lowcost[5]=6lowcost[6]=0

    mst[2]=3mst[3]=0,mst[4]=6,mst[5]=3,mst[6]=0

    明显看出,以V4为终点的边的权值最小=2,所以边<mst[4],4>=4加入MST


    此时,因为点V4的加入,需要更新lowcost数组和mst数组:

     

    lowcost[2]=5,lowcost[3]=0,lowcost[4]=0,lowcost[5]=6lowcost[6]=0

    mst[2]=3,mst[3]=0,mst[4]=0,mst[5]=3mst[6]=0

    明显看出,以V2为终点的边的权值最小=5,所以边<mst[2],2>=5加入MST


    此时,因为点V2的加入,需要更新lowcost数组和mst数组:

     

    lowcost[2]=0,lowcost[3]=0,lowcost[4]=0,lowcost[5]=3,lowcost[6]=0

    mst[2]=0,mst[3]=0,mst[4]=0,mst[5]=2mst[6]=0

    很明显,以V5为终点的边的权值最小=3,所以边<mst[5],5>=3加入MST

    lowcost[2]=0,lowcost[3]=0,lowcost[4]=0,lowcost[5]=0,lowcost[6]=0

    mst[2]=0,mst[3]=0,mst[4]=0,mst[5]=0,mst[6]=0

    至此,MST构建成功,如图所示:

    @努力努力再努力x

    转自:https://www.cnblogs.com/fzl194/p/8722989.html

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/yxr001002/p/14081871.html
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