最小生成树算法用于在一个连通加权无向图中找到一个生成树,使得生成树的所有边的权重之和最小。最小生成树问题在许多实际应用中都有重要的作用,例如网络设计、电力传输等。
我们在图的定义中说过,带有权值的图就是网结构。一个连通图的生成树是一个极小的连通子图,它含有图中全部的顶点,但只有足以构成一棵树的n-1条边。所谓的最小成本,就是n个顶点,用n-1条边把一个连通图连接起来,并且使得权值的和最小。综合以上两个概念,我们可以得出:构造连通网的最小代价生成树,即最小生成树(Minimum Cost Spanning Tree)。 找连通图的最小生成树,经典的有两种算法,普里姆算法和克鲁斯卡尔算法,这里介绍普里姆算法。 为了能够讲明白这个算法,我们先构造网图的邻接矩阵,如图7-6
生成树就是在保证自身是树(不存在环)的前提下,拥有尽可能多的边,它拥有G的所有顶点。
有7个村庄(A, B, C, D, E, F, G) ,现在需要修路把7个村庄连通,各个村庄之间的距离如下。问如何修路,能使各个村庄连通且修路的总里程数最小?
在一给定的无向图 G = ( V , E ) G = (V, E) G=(V,E) 中, ( u , v ) (u, v) (u,v)代表连接顶点 u u u 与顶点 v v v 的边,而 w ( u , v ) w(u, v) w(u,v) 代表此边的权重,若存在 T T T 为 E E E 的子集且为无循环图,使得 w ( T ) w(T) w(T) 最小,则此 T T T 为 G G G 的最小生成树,因为 T T T是由图 G G G产生的。
之前学了用普里姆算法来求最小生成树的权值和,但是它的时间复杂度为O(|V2|),使用优先级队列优化后,可以优化为O(|E|log|V|)。
普里姆(Prim)算法,和克鲁斯卡尔算法一样,是用来求加权连通图的最小生成树的算法。 基本思想 对于图G4而言,V是所有顶点的集合;现在,设置两个新的集合U和T,其中U用于存放G的最小生成树中
在之前的文章中已经详细介绍了图的一些基础操作。而在实际生活中的许多问题都是通过转化为图的这类数据结构来求解的,这就涉及到了许多图的算法研究。
该文章是一篇技术文章,主要介绍了如何通过编辑距离算法实现文本相似度的计算。文章首先介绍了编辑距离算法的原理,然后详细讲解了基于编辑距离的文本相似度计算方法,并给出了具体的实现代码。最后,文章还探讨了编辑距离算法在技术社区中的应用,包括相似度计算和相似问答系统。
普里姆算法(Prim算法),图论中的一种算法,可在加权连通图里搜索最小生成树。意即由此算法搜索到的边子集所构成的树中,不但包括了连通图里的所有顶点(英语:Vertex (graph theory)),且其所有边的权值之和亦为最小。该算法于1930年由捷克数学家沃伊捷赫·亚尔尼克(英语:Vojtěch Jarník)发现;并在1957年由美国计算机科学家罗伯特·普里姆(英语:Robert C. Prim)独立发现;1959年,艾兹格·迪科斯彻再次发现了该算法。因此,在某些场合,普里姆算法又被称为DJP算法、亚
连通网的最小生成树算法: 1.普里姆算法——”加点法”。 假设N=(V,{E})是连通网,TE为最小生成树的边集合。 (1)初始U={u0}(u0∈V),TE=φ; (2)在所有u∈U, v∈V-U的边(u,v)中选择一条代价最小的边(u0,v0)并入集合TE,同时将v0并入U;(并修正U-V中各顶点到U的最短边信息) (3)重复步骤(2),直到U=V为止。 此时,TE中含有n-1条边,T=(V,{TE})为N的最小生成树。 普里姆算法是逐步向U中增加顶点的“加点法”。
Prim 算法可以称为“加点法”,每次迭代选择代价最小的边对应的点,加入到最小生成树中,算法从某一个顶点开始,逐渐长大覆盖整个连通网的所有顶点。
普里姆算法(Prim算法),图论中的一种算法,可在加权连通图里搜索最小生成树。意即由此算法搜索到的边子集所构成的树中,不但包括了连通图里的所有顶点(英语:Vertex (graph theory)),且其所有边的权值之和亦为最小。该算法于1930年由捷克数学家沃伊捷赫·亚尔尼克(英语:Vojtěch Jarník)发现;并在1957年由美国计算机科学家罗伯特·普里姆(英语:Robert C. Prim)独立发现;1959年,艾兹格·迪科斯彻再次发现了该算法。因此,在某些场合,普里姆算法又被称为DJP算法、亚尔尼克算法或普里姆-亚尔尼克算法。 中文名 普里姆算法 外文名 Prim Algorithm 别 称 最小生成树算法 提出者 沃伊捷赫·亚尔尼克(Vojtěch Jarník) 提出时间 1930年 应用学科 计算机,数据结构,数学(图论) 适用领域范围 应用图论知识的实际问题 算 法 贪心 目录 1 算法描述 2 时间复杂度 3 图例描述 4 代码 ▪ PASCAL代码 ▪ c代码 ▪ C++代码 5 时间复杂度 算法描述编辑 1).输入:一个加权连通图,其中顶点集合为V,边集合为E; 2).初始化:Vnew = {x},其中x为集合V中的任一节点(起始点),Enew = {},为空; 3).重复下列操作,直到Vnew = V: a.在集合E中选取权值最小的边,其中u为集合Vnew中的元素,而v不在Vnew集合当中,并且v∈V(如果存在有多条满足前述条件即具有相同权值的边,则可任意选取其中之一); b.将v加入集合Vnew中,将边加入集合Enew中; 4).输出:使用集合Vnew和Enew来描述所得到的最小生成树。
在连通网中查找最小生成树的常用方法有两个,分别称为普里姆算法和克鲁斯卡尔算法。本节,我们给您讲解克鲁斯卡尔算法。
Prim算法 1.概览 普里姆算法(Prim算法),图论中的一种算法,可在加权连通图里搜索最小生成树。意即由此算法搜索到的边子集所构成的树中,不但包括了连通图里的所有顶点(英语:Vertex (graph theory)),且其所有边的权值之和亦为最小。该算法于1930年由捷克数学家沃伊捷赫·亚尔尼克(英语:Vojtěch Jarník)发现;并在1957年由美国计算机科学家罗伯特·普里姆(英语:Robert C. Prim)独立发现;1959年,艾兹格·迪科斯彻再次发现了该算法。因此,在某些场合,普里姆算
我们在前面讲过的《克里姆算法》是以某个顶点为起点,逐步找各顶点上最小权值的边来构建最小生成树的。同样的思路,我们也可以直接就以边为目标去构建,因为权值为边上,直接找最小权值的边来构建生成树也是很自然的
图论中知名度比较高的算法应该就是 Dijkstra 最短路径算法,环检测和拓扑排序,二分图判定算法 以及今天要讲的最小生成树(Minimum Spanning Tree)算法了。
克鲁斯卡尔算法其实也是生成最小生成树的一种算法,和普里姆算法一样,解决同一类问题的。
前言 在数据结构与算法的图论中,(生成)最小生成树算法是一种常用并且和生活贴切比较近的一种算法。但是可能很多人对概念不是很清楚,什么是最小生成树? 一个有 n 个结点的连通图的生成树是原图的极小连通子
前言 A wise man changes his mind,a fool never. Name:Willam Time:2017/3/1
通俗易懂的讲就是最小生成树包含原图的所有节点而只用最少的边和最小的权值距离。因为n个节点最少需要n-1个边联通,而距离就需要采取某种策略选择恰当的边。
上一篇文章,我们讲了图的创建和遍历,其中遍历的算法主要有BFS(广度优先算法)和DFS(深度优先算法)两种,并且DFS算法对很多问题都有很好的启示!而今天我们要说一个非常实用的算法——最小生成树的建立!这是图论中一个经典问题,可以使用Kruskal和Prim两种算法来进行实现!
克鲁斯卡尔算法是求连通网的最小生成树的另一种方法。与普里姆算法不同,它的时间复杂度为O(eloge)(e为网中的边数),所以,适合于求边稀疏的网的最小生成树 。(百度百科) int n, m; // n是点数,m是边数 int p[N]; // 并查集的父节点数组 struct Edge // 存储边 { int a, b, w; bool operator< (const Edge &W)const { return w < W.
在学习了图的基本结构和遍历方式后,我们再继续地深入学习一些图的基本应用。在之前的数据结构中,我们并没接触太多的应用场景,但是图的这两类应用确是面试或考试中经常出现的问题,而且出现的频率还非常高,不得不来好好说一说。
基本思想:(1)构造一个只含n个顶点,边集为空的子图。若将图中各个顶点看成一棵树的根节点,则它是一个含有n棵树的森林。(2)从网的边集 E 中选取一条权值最小的边,若该条边的两个顶点分属不同的树,则将其加入子图。也就是说,将这两个顶点分别所在的两棵树合成一棵树;反之,若该条边的两个顶点已落在同一棵树上,则不可取,而应该取下一条权值最小的边再试之(3)依次类推,直至森林中只有一棵树,也即子图中含有 n-1条边为止。
Dijkstra’s algorithm(迪杰斯特拉算法)是一种用于求解单源最短路径问题的经典算法。该算法可以计算从单个起始节点到图中所有其他节点的最短路径。Dijkstra’s algorithm适用于没有负权边的有向或无向带权图。
无论是有向图还是无向图,主要的存储方式都有两种:邻接矩阵和邻接表。前者图的数据顺序存储结构,后者属于图的链接存储结构。
Kruskal 算法可以称为“加边法”,初始最小生成树边数为0,每迭代一次就选择一条满足条件的最小代价边,加入到最小生成树的边集合里。
连通图中的每一棵生成树,都是原图的一个极大无环子图,即:从其中删去任何一条边,生成树就不再连通;反之,在其中引入任何一条新边,都会形成一条回路。
图是非线性数据结构,是一种较线性结构和树结构更为复杂的数据结构,在图结构中数据元素之间的关系可以是任意的,图中任意两个数据元素之间都可能相关。
图跟树一样,也是非线性结构,咋看起来有点复杂,其实它很简单。树具有层次关系,上层元素可以与下一个多个元素连接,但是只能和上层的一个元素连接。在图结构中,节点间的连接是任意的,任何一个元素都可以与其他元素连接。
树是由n个结点所构成的有限集合,当n=0时,称为空树 树的表示法有4种,分别为:文氏图表示法、凹入图表示法、广义表表示法以及树形表示法 结点的度是指结点所拥有子树的数目 二叉树是一种特殊的树,它的每个结点最多只有两颗子树,并且这两课子树也是二叉树 在一棵二叉树中,若其所有结点或叶结点,或左、右子树都非空,且所有叶结点都在同一层,则称这棵二叉树为满二叉树 在二叉树的第i层上至多有2i个结点(i≥0) 深度为h(h≥0)的二叉树上至多含2h-1个结点 对于任何一棵二叉树,若其叶结点的个数为n0,度为2的结点个数
图结构是数据元素呈多对多关系,就是任意两个元素存在这样的关系。如果用一个公式来表示就是由顶点集合和顶点之间的关系集合组成的一种数据结构。
关键路径——在AOE-网中有些活动可以并行地进行,所以完成工程的最短时间是从开始点到完成点的最长路径的长度,路径长度最长的路径叫做关键路径(Critical Path)。
连通图:在无向图G中,若对任何两个顶点 v、u 都存在从v 到 u 的路径,则称G是连通图。
一(基本概念) 1.图的定义:图是由顶点的有穷非空集合和顶点之间边的集合组成,通常表示为:G(V,E),其中,G表示一个图,V是图G中顶点的集合,E是图G中边的集合。 2.与线性表、树的比较: (1)线性表中我们把数据元素叫元素,树中将数据元素叫结点,在图中数据元素,我们则称之为顶点。 (2)线性表中可以没有数据元素,称为空表。树中可以没有结点,叫做空树。在图结构中,不允许没有顶点。 (3)线性表中,相邻的数据元素之间具有线性关系,树结构中,相邻两层的结点具有层次关系,而图中,任意两个顶点之间都可能有关系
图是一种非线性数据结构,它由节点(也称为顶点)和连接这些节点的边组成。图可以用来表示各种关系和连接,比如网络拓扑、社交网络、地图等等。图的节点可以包含任意类型的数据,而边则表示节点之间的关系。图有两种常见的表示方法:邻接矩阵和邻接表。
在图论中,最小生成树是一个重要的概念,它是一个连通图的子图,包含图中的所有节点,并且边的权重之和最小。 Prim 算法和 Kruskal 算法是两种常用的最小生成树算法。本篇博客将重点介绍这两种算法的原理、应用场景以及使用 Python 实现,并通过实例演示每一行代码的运行过程。
上篇博客我们聊了图的物理存储结构邻接矩阵和邻接链表,然后在此基础上给出了图的深度优先搜索和广度优先搜索。本篇博客就在上一篇博客的基础上进行延伸,也是关于图的。今天博客中主要介绍两种算法,都是关于最小生成树的,一种是Prim算法,另一个是Kruskal算法。这两种算法是很经典的,也是图中比较重要的算法了。 今天博客会先聊一聊Prim算法是如何生成最小生成树的,然后给出具体步骤的示例图,最后给出具体的代码实现,并进行测试。当然Kruskal算法也是会给出具体的示例图,然后给出具体的代码和测试用例。当然本篇博客中
首先构造一个只含n个顶点的森林,然后依权值从小到大从连通网中选择边加入到森林中,并使森林不产生回路,直至森林变成过一棵树为止
一个连通的生成树是图中的极小连通子图,它包括图中的所有顶点,并且只含尽可能少的边。这意味着对于生成树来说,若砍去它的一条边,就会使生成树变成非连通图;若给它添加一条边,就会形成图中的一条回路。
生成树指在无向图中找一棵包含图中的所有节点的树,此树是含有图中所有顶点的无环连通子图。对所有生成树边上的权重求和,权重和最小的树为最小生成树,次小的为次最小生成树。
最小生成树:一个有 n 个结点的连通图的生成树是原图的极小连通子图,且包含原图中的所有 n 个结点,并且有保持图连通的最少的边。根据定义可知对于一个有V个顶点的图来说,其最小生成树定包含V个顶点与V-1条边。反过来如果一个图的最小生成树存在,那么图一定是连通图。 对于最小生成树算法最著名的有两种:Prim算法与Kruskal算法。
大家好,我是架构君,一个会写代码吟诗的架构师。今天说一说【C#数据结构系列】图[通俗易懂],希望能够帮助大家进步!!!
图论是研究图的数学理论和方法,其中图是由顶点集合及连接这些顶点的边集合组成的数学结构。图论在计算机科学、网络规划、生物信息学等众多领域都有重要应用。最小生成树(Minimum Spanning Tree,MST)是图论中一个经典问题,指在一个加权连通图中寻找一棵权值最小的生成树。克鲁斯卡尔(Kruskal)算法和普利姆(Prim)算法是解决最小生成树问题的两种著名算法。
HDU 4081 Qin Shi Huang's National Road System(次小生成树-Kruskal) 博主的方法很好,但是有疑问,为什么不能将最多人口的两城市的距离设置为0,在进行Prim操作,求B呢?这个将在后续的刷题中体现。 POJ 2377 Bad Cowtractors(最大生成树-Kruskal) 裸题,可以用来熟悉算法。 HDU 6141 I am your Father!(最小树形图) 朱刘算法,这个还不会,稍后来填坑。 CodeForces 609 E.Minimu
在上一篇文章中,我们看了一下图的遍历算法,主要是对图的深度优先遍历和图的广度优先遍历算法思想的介绍。接下来让我们来看一下图的最小声成树算法。
像图论算法这种高级算法虽然不算难,但是阅读量普遍比较低,我本来是不想写 Prim 算法的,但考虑到算法知识结构的完整性,我还是想把 Prim 算法的坑填上,这样所有经典的图论算法就基本完善了。
No.17期 最小生成树(一) Mr. 王:我们再来讲一个时间亚线性算法——最小生成树问题。这里先简单介绍一下树的概念。 小可:那什么是树呢? Mr. 王:树的简单定义,就是一个没有回路的连通无向图。
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