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数据结构与算法(十三)——连通最小生成树问题

一、最小生成树的定义介绍 1,连通的生成树 一个连通的生成树指的是,极小的连通,它含有图中的全部n个顶点,但是只足以构成一棵树的(n-1)条边。...如图1所示,它不是一个连通的生成树,因为它有8个顶点,但是有9条边。 如图2所示,所有顶点都是连通的,有8个顶点,有7条边,因此它是连通的生成树。...实际上,上面这道题目就是在求连通最小生成树。...通过上面的例子,我们可以知道,连通最小生成树指的就是,连通的所有生成树中路径最小的那一个生成树。 二、普里姆(Prim)算法 需要事先说明的一点是,我们这里采用邻接矩阵的方式来存储结构。...如果有N个顶点,那么连通最小生成树就有(N-1)条边。

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    Python实现Kruskal 和Prim算法求解无向连通最小生成树问题

    问题描述: 从边赋权图上选择一部分边得到一个子,子与原图具有共同的顶点,子的边是原图的边的子集,且子具有最小的开销(边的权值之和最小),符合这样要求的子称作最小生成树,这类问题称作最小生成树问题...求解最小生成树问题的主流算法有克鲁斯卡尔(Kruskal)算法和普利姆(Prim)算法。...克鲁斯卡尔算法的基本思想是:按权值从小到大的顺序把边增加到子图中直到子变为连通,如果某条边加入后会产生圈则不加入该边。...普利姆算法的基本思想是:从任意一个顶点开始逐个顶点进行判断并不断地扩张连通分支的规模,直到所有顶点都连通起来。这两种算法都属于贪心算法。 参考代码: 运行结果:

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    连通分量个数

    一、定义: 在无向图中,如果从顶点vi到顶点vj有路径,则称vi和vj连通。如果图中任意两个顶点之间都连通,则称该图为连通,否则,将其中的较大连通称为连通分量。...在有向图中,如果对于每一对顶点vi和vj,从vi到vj和从vj到vi都有路径,则称该图为强连通;否则,将其中的极大连通称为强连通分量。...上面有向连通分量个数为2 二、分析: 我们给的每个结点设置一个访问标志,用visited[]数组来表示,0代表未访问,1代表已经访问 然后我们求从每个节点开始的深度优先遍历序列,每访问到一个结点,...//这里假设的顶点信息为字母类型 //连通的深度优先遍历函数 void DepthFSearch(AdjMGraph G, int v, int visited[], void Visit(DataType...(返回值为连通分量的个数) int DepthFirstSearch(AdjMGraph G, void Visit(DataType item)) //非连通G的访问操作为Visit()的深度优先遍历

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    连通性计算

    图片判断无向连通性可以通过深度优先搜索(DFS)或广度优先搜索(BFS)来实现。深度优先搜索(DFS):算法步骤:选择一个顶点作为起始顶点,标记为已访问。...判断是否有未被访问过的顶点,若有则表示不是连通的,否则表示连通的。...结果: 1------2------7 | | / | | / 5------3---6 | | 4所有顶点都被访问过,因此该无向连通的...在有向图中找到所有的强连通分量:强连通分量(Strongly Connected Component,SCC)指的是有向图中的一个最大子,该子图内的任意两个顶点均可达。...要找到所有的强连通分量,可以使用Tarjan算法。Tarjan算法步骤:对有向进行深度优先搜索(DFS)。在搜索的过程中,记录每个顶点的访问次序(dfs序)和能够到达的最小次序(low值)。

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    Kasaraju算法--强连通遍历

    在理解有向和强连通分量前必须理解与其对应的两个概念,连通(无向)和连通分量。 连通的定义是:如果一个图中的任何一个节点可以到达其他节点,那么它就是连通的。 例如以下图形: ?...这是最简单的一个连通,即使它并不闭合。由于节点间的路径是没有方向的,符合从任意一个节点出发,都可以到达其他剩余的节点这一条件,那么它就是连通了。 连通分量 ?...显然这也是一个,只不过是由三个子组成而已,但这并非一个连通。这三个子叫做这个连通分量,连通分量的内部归根还是一个连通。...例如下面的就为一个有向同时也是连通: ? 强连通分量 强连通分量SCCs(strongly connected components)是一种有向的连通。...如果一个连通分量是它里面所有节点到能够彼此到达的最大子,那么强连通分量SCCs就是一个有向图中所有节点能够彼此到达的子。 ? 显然由345组成的子是无法到达由012组成的子的。

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    5.3.3 的遍历与连通

    的遍历算法可以用来判断连通性。...对于无向来说,如果无向连通的,则从任一结点出发,仅需一次遍历就能够访问图中所有顶点; 如果无向是非连通的,则从某一个顶点出发,一次遍历只能访问到该顶点所在连通分量的所有顶点,而对于图中其他连通分量的顶点无法通过这次遍历访问...对于有向来说,若从初始点到图中的每个顶点都有路径,则能够访问图中的所有顶点,否则不能访问到所有顶点。...对于无向,上述两个函数调用BFS(G,i)或DFS(G,i)的次数等于图中的连通分量树; 而对于有向,则不是这样没因为一个连通的有向分为强连通的和非强连通的,它的连通也分为强连通分量和非强连通分量...,非强连通分量一次调用BFS(G,i)或DFS(G,i)无法访问到该连通分量的所有顶点。

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    ccf 高速公路(连通)

    在有向G中,如果两个顶点间至少存在一条路径,称两个顶点强连通(strongly connected)。如果有向G的每两个顶点都强连通,称G是一个强连通。...非强连通有向的极大强连通,称为强连通分量(strongly connected components)。 下图中,子{1,2,3,4}为一个强连通分量,因为顶点1,2,3,4两两可达。...[Tarjan算法] Tarjan算法是基于对深度优先搜索的算法,每个强连通分量为搜索树中的一棵子树。...求有向的强连通分量还有一个强有力的算法,为Kosaraju算法。Kosaraju是基于对有向及其逆两次DFS的方法,其时间复杂度也是O(N+M)。...求有向的强连通分量的Tarjan算法是以其发明者Robert Tarjan命名的。

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    C++图论之强连通

    连通性 什么是连通性? 连通,字面而言,类似于自来水管道中的水流,如果水能从某一个地点畅通流到另一个地点,说明两点之间是连通的。也说明水管具有连通性,图中即如此。 无向和有向连通概念稍有差异。...无向连通性 如果任意两点间存在路径,称此具有连通性,如下的结构具有连通性。...有向连通性 无论是在有向或无向图中,都不可能改变连通这个概念。区别于有向图中的边有方向,无向图中的连通可以认为是双向通道,可认为是广义连通;有向图中的连通则是单向通道,可认为是狭义连通。...什么强连通? 强连通是有向的特定概念。有向图中,任意两点之间都可以连通,则认定此有向图为强连通,如下图。 连通分量用来记录连通通道的数量,有向图中的连通分量指强连通分量。...如上图,有一个强连通分量,也称此图为强连通性有向。 如下图所示有向结构,有向本身不具有强连通性,但存在子具有强连通性,则称子即为原图的强连通分量。 当然,具有强连通性的子可能不只一个。

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    PHP数据结构(十一) ——连通性问题与最小生成树算法(1)

    PHP数据结构(十一)——连通性问题与最小生成树算法(1) (原创内容,转载请注明来源,谢谢) 一、连通分量和生成树 1、无向 设E(G)为连通G的所有边的集合,从的任意一点出发遍历,可以将...因此,T与G的所有顶点构成的极小连通,就是G的一棵生成树。由深度优先搜索的称为深度优先生成树;由广度优先搜索的称为广度优先生成树。 2、有向 有向和无向类似。...有向的强连通分量,是对进行深度优先遍历,遍历完成后,从被遍历的最后一个节点开始,做逆向的深度优先遍历。...2)一个没有关节点的连通,称为重连通。 3)删去k个节点后,才会破坏连通性,则该连通度为k。 2、获取方式 的关键点数量可以用深度优先搜索的方法获取。...2)算法内容 假设N={V, {E}}是连通网,TE是N上最小生成树的集合。

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    PHP数据结构(十一) ——连通性问题与最小生成树算法(2)

    PHP数据结构(十一)——连通性问题与最小生成树算法(2) (原创内容,转载请注明来源,谢谢) 再次遇到微信公众号限制字数3000字的问题。因此将Kruskal算法放于本文中进行描述。...2)算法内容 假设N={V, {E}}是连通网,算法初始状态为包含图中的所有的点,没有边的T=(V, {})开始,图中的每一个顶点自成一个连通分量,重复执行以下操作: 在E中选一条代价最小的边,如果此边符合该边依附在两个不同的连通分量上的要求...以此类推,直至T中所有顶点都落在同一个连通分量上位置。则TE包含n-1条边,T=(V, {TE})是最小生成树。...'; 题外话:两种最小生成树算法,Prim以节点为切入点获取最小生成树,Kruskal以边为切入点获取最小生成树。...——written by linhxx 2017.07.09 相关阅读: PHP数据结构(十一) ——连通性问题与最小生成树算法(1) PHP数据结构(十) ——有向无环与拓扑算法 PHP数据结构

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    7.4 连通性问题

    01 无向连通分量和生成树 1、在对无向进行遍历时,对于连通,仅需从图中任一顶点出发,进行深度优先搜索或广度优先搜索,便可访问到图中所有顶点。...2、对非连通,则需从多个顶点出发进行搜索,而每一次从一个新的起始点出发进行搜索过程中得到的顶点访问序列恰为其各个连通分量中的顶点集。...02 有向的强连通分量 1、深度优先搜索是求有向的强连通分量的一个新的有效方法。...03 最小生成树 1、构造最小生成树可以有多种算法,其中多数算法利用了最小生成树的一种称为MST的性质。 2、普利姆算法和克鲁斯卡尔算法是两个利用MST性质构造最小生成树的算法。...04 关节点和重连通分量 1、假若在删除顶点以及顶点相关联的各边之后,将的一个连通分量分割成两个或两个以上的连通分量,称顶点为该的一个关节点。 2、一个没有关节点的连通称为是重连通

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    7.4 连通性问题

    01无向连通分量和生成树 1、在对无向进行遍历时,对于连通,仅需从图中任一顶点出发,进行深度优先搜索或广度优先搜索,便可访问到图中所有顶点。...2、对非连通,则需从多个顶点出发进行搜索,而每一次从一个新的起始点出发进行搜索过程中得到的顶点访问序列恰为其各个连通分量中的顶点集。...02有向的强连通分量 1、深度优先搜索是求有向的强连通分量的一个新的有效方法。...03最小生成树 1、构造最小生成树可以有多种算法,其中多数算法利用了最小生成树的一种称为MST的性质。 2、普利姆算法和克鲁斯卡尔算法是两个利用MST性质构造最小生成树的算法。...04关节点和重连通分量  1、假若在删除顶点以及顶点相关联的各边之后,将的一个连通分量分割成两个或两个以上的连通分量,称顶点为该的一个关节点。 2、一个没有关节点的连通称为是重连通

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