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加权无向图----Kruskal算法实现最小生成树

上一篇:加权无向图的实现 加权无向图----Prim算法实现最小生成树 数据结构: 用一条优先队列将边按照权重从小到大排序 用union-find数据结构来识别会形成环的边 用一条队列来保存最小生成树的所有边...Kruskal算法的计算一个含V个顶点和E条边的连通加权无向图的最小生成树所需空间与E成正比,所需时间与ElogE成正比(最坏情况)。...方法:将边都添加进最小优先权队列中,每次从中取出最小的边,检查会不会与已经选出的边构成环(使用union-find算法),如果构成环,则弃掉这条边,否则将这条边加入最小生成树队列。...循环执行直到最小优先权队列为空。...public class KruskalMST { private Queue mst; //用来保存最小代价生成树的队列 public KruskalMST(EdgeWeightedGraph

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加权无向图----Prim算法实现最小生成树

上一篇:加权无向图的实现 加权无向图----Kruskal算法实现最小生成树 图的生成树是它的一棵含有其所有顶点的无环连通子图,加权图的最小生成树(MST)是它的一棵权值最小的生成树。...切分:图的一种切分是将图的所有顶点分为两个非空且不重合的两个集合。横切边是一条连接两个属于不同集合的顶点的边。 切分定理:在一幅加权图中,给定任意的切分,它横切边中权重最小者必然属于图的最小生成树。...切分定理是解决最小生成树问题的所有算法的基础。  Prim算法能够得到任意加权连通无向图的最小生成树。...mst; } } Prim算法的延时实现计算一个含V个顶点和E条边的连通加权无向图的最小生成树所需空间与E成正比,所需时间与ElogE成正比(最坏情况)。...else pq.insert(w, distTo[w]); } } } } Prim算法的即时实现计算一个含有V个顶点和E条边的连通加权无向图的最小生成树所需空间和

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    图的应用——最小生成树

    最小生成树 生成树(极小连通子图):含有图中全部n个顶点,但只有n-1条边。并且n-1条边不能构成回路。 [在这里插入图片描述] 生成森林:非连通图每个连通分量的生成树一起组成非连通图的生成森林。...[在这里插入图片描述] 求最小生成树 使用不同的遍历图的方法,可以得到不同的生成树 从不同的顶点出发,也可能得到不同的生成树。...按照生成树的定义,n 个顶点的连通网络的生成树有 n 个顶点、n-1 条边。...在网的多个生成树中,寻找一个各边权值之和最小的生成树 构造最小生成树的准则 必须只使用该网中的边来构造最小生成树; 必须使用且仅使用n-1条边来联结网络中的n个顶点 不能使用产生回路的边 --- 贪心算法...将该边作为最小生成树的边保存起来,并将该边顶点全部加入U集合中,并从W中删去这些顶点。 重新调整U中顶点到W中顶点的距离, 使之保持最小,再重复此过程,直到W为空集止。

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    图的最小生成树算法

    好了,下面我们来看一个有权图: ? 这是百度百科上的一张有权图的图片,和无权图相比多了边的权值。Ok,那么最小生成树算法是什么呢?...其实就是我们从给定的无向图中构造出一个无向且无回路子图(图的顶点不能减少),使得图的任意两个顶点都能通过若干条边直接或者间接连同,当构造的子图的边的权值之和最小的时候,这个子图就是这个图的最小生成树。...以上面那个无向图为例,我们来模拟一下最小生成树的构造过程: ? 这是笔者在纸上模拟的过程,到最后,生成的最小生成树的权值之和为 15 。...下面我们来看一下 Prim 算法的核心思想: 我们换个角度思考一下:既然最后我们需要的最小生成树一定要有 n 个顶点,那么我们直接向这个最小生成树加入图的顶点就行了。...每次向生成树中加入距生成树的距离最小并且还未被加入生成树的顶点,同时通过这个加入的点对其他还未加入生成树的点进行松弛,缩小其他顶点到生成树的距离,重复这个过程,直到 n 个顶点都加入了生成树中。

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    图Graph--最小生成树

    1.概念 对图运用不同的遍历方法就可能得到图的不同遍历顺序,每一种遍历顺序对应于一棵生成树 对于无向连通图,所有的生成树中必有一棵树的所有边的权的总和最小的,称之为最小生成树(Minimum cost...找到最小生成树里的关键边和伪关键边(并查集+kruskal最小生成树) 2.构造最小生成树Prim算法 从某点出发(该点加入集合U),找到跟它相连接的点,从中取出权值最小的,加入集合U,对这个集合U,查找与...20 D E 35 E F 45 E G 55 F H 10 G H 25 A E 10 D I 10 I G 15 arrGraph bg(9,13); //9个顶点,13条边,默认生成无向图...从任意一点出发最小生成树的最小代价总和都相等。...= MaxValue && i > j)//无向图,i>j 矩阵中一半就可获取全部信息 { edges[k].startV = i;

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    图的应用:最小生成树

    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。 什么是最小生成树?...这样形成的一颗简单的树其实就是能够串联所有结点的一条路径,而最小生成树的概念,其实就是对于有权图来说,权数最少的那条能够串连起所有结点的边的路径,或者也可以说是最小连通树、最小连通子图、最小代价树。...从上图中就可以看出,对于一个有权图来,可以有许多生成树的方式,不过不同的路线方式的结果会不同,只有最后一个路径形成的生成树具有路径最小的那颗树,就是我们需要的最小生成树。 为什么要强调是有权图呢?...我们需要一个集合来放置已经连通的结点信息,当查找路径的时候找到的最小权值路径连通的结点不在集合中,就加入到集合中。然后不断累加所有的路径权值,最后就得到了遍历整张图的最小生成树路径。...最小生成树是不是很好玩的东西,图的结构其实是很复杂的,不过越是复杂的东西能够玩出的花活也越多。

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    无向环路子图分析与虚拟子图生成

    Here's the table of contents: 无向环路子图分析与虚拟子图生成 •ONgDB图数据库集成APOC和OLAB-APOC组件•使用函数分析无向环路返回布尔值•使用过程分析无向环路返回路径节点序列...案例实现了完整的分析过程,对输入的原始子图寻找无向环路,并以虚拟图的方式返回结果。...首先加载一个子图,使用olab.schema.loop对子图的无向环路进行分析生成路径节点序列列表,列表中每一个元素就是一条完整的环路。...使用olab.schema.loop.cypher加载原始数据,用olab.schema.atomic.id函数生成原子性ID,借助原子性ID保证环路虚拟图节点ID唯一,然后对环路进行虚拟化。...10.1 案例一 •原始图四顶点【六环路】 MATCH path=(n)--()--()--(n)--() RETURN path LIMIT 1 •执行结果 •无向环路虚拟图 // 加载一个子图

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    图的应用(最小生成树,拓扑排序)

    介绍 应用图解决现实问题是我们使用图这种数据结构的原因所在。 最小生成树是图的应用中很常见的一个概念,一个图的最小生成树不是唯一的,但最小生成树的边的权值之和纵使唯一的。...拓扑排序是指由一个有向无环图的顶点组成的序列,此序列满足以下条件: 每个顶点出现且仅出现一次 若顶点A在序列中排在顶点B之前,则图中不存在顶点B到顶点A的路径。...最小生成树 Prim算法 Prim算法非常类似与寻找图的最短路径的Dijkstra算法。 算法思路: 首先将图的任一节点加如树中 之后选择一个与当前顶点最近的节点接入树中。...循环 2直到所有节点均被接入树中。 Prim算法的时间复杂度是O(V*V),不依赖于E,因此他适合边稠密的图的最小生成树。...Kruskal的时间复杂度为O(Elog2E),因此此算法适合构造边稀疏而顶点稠密的图的最小生成树。 拓扑排序 对一个AOV网进行拓扑排序的算法有很多,下面介绍一种。

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    无向图最小割问题取得新突破,谷歌研究获SODA 2024最佳论文奖

    机器之心报道 机器之心编辑部 谷歌博客放出新研究,求解无向图的最小割问题。...在图论中,去掉其中所有边能使一张网络流图不再连通(即分成两个子图)的边集称为图的割,一张图上最小的割称为最小割。...一张图及其两个割:红色点线标出了一个包含三条边的割,绿色划线则表示了这张图的一个最小割(包含两条边)。...然后,将每个簇收缩为一个节点,并处理较小的图,其中原始图的所有非平凡最小割都完好无损。 然而,对于加权图,上述观察不再成立,并且简单图情况中使用的相同划分可能与非平凡最小割不完全一致。...Jason Li 进一步观察到,可以利用划分的这种特性来有效地去随机化 cut-preserving 图稀疏化的构造。 谷歌设计的新算法旨在构建一种划分,来制定最小割的用例。

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    算法基础学习笔记——⑫最小生成树二分图质数约数

    ✨最小生成树 朴素Prim 朴素版prim算法: 时间复杂度是 O(n2+m)O(n2+m), nn 表示点数,mm 表示边数 int n; // n表示点数 int g[N][N]; // 邻接矩阵...,存储所有边 int dist[N]; // 存储其他点到当前最小生成树的距离 bool st[N]; // 存储每个点是否已经在生成树中 // 如果图不连通,则返回INF(值是0x3f3f3f3f),...否则返回最小生成树的树边权重之和 int prim() { memset(dist, 0x3f, sizeof dist); int res = 0; for (int...染色法 判断一个图是不是二分图 二分图:可以把所有点分成两边,使所有边在集合之间,集合内部没有边。...二分图当且仅当图中不含奇数环 染色法判别二分图: 时间复杂度是 O(n+m)O(n+m), nn 表示点数,mm 表示边数 int n; // n表示点数 int h[N], e[M], ne[M],

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    数据结构基础温故-5.图(中):最小生成树算法

    一、生成树与最小生成树 1.1 生成树   对于一个无向图,含有连通图全部顶点的一个极小连通子图成为生成树(Spanning Tree)。...如下图所示,无向图的DFS生成树和BFS生成树分别如图的中间和右边所示。 ?...1.2 最小生成树   如果连通图是一个带权的网络,称该网络的所有生成树中权值综合最小的生成树为最小生成树(Minimum Spanning Tree,MST),简称MST生成树。 ?   ...解决这个问题的方法就是在n个顶点(城市)和不同权值的边(这里指铺设光缆的费用)所构成的无向连通图中找出最小生成树。...假设N=(V,{E})是连通网,则令最小生成树的初始状态为只有n个顶点而无边的非连通图T={V,{}},图中每个顶点自成一个连通分量。

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    图详解第三篇:最小生成树(Kruskal算法+Prim算法)

    最小生成树 1. 最小生成树概念 在了解最小生成树之前,我们先来回顾一下生成树的概念,这是我们之前文章提到过的: 无向图中,一个连通图的最小连通子图称作该图的生成树(不能带环)。...有n个顶点的连通图的生成树有n个顶点和n-1条边。 比如: 那我们今天要学的最小生成树和生成树是什么样的一个关系呢?...所以,对于一个连通图来说,在它的所有的生成树里面,边的权值之和最小的生成树就是该连通图的最小生成树,当然最小生成树也可以有多个,因为边的权值是可以相等的。...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,生成树就不在连通;反之,在其中引入任何一条新边,都会形成一条回路。...若连通图由n个顶点组成,则其生成树必含n个顶点和n-1条边。因此构造最小生成树的准则有三条: 1. 只能使用图中权值最小的边来构造最小生成树 2.

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    数据结构与算法(十三)——连通图的最小生成树问题

    一、最小生成树的定义介绍 1,连通图的生成树 一个连通图的生成树指的是,极小的连通子图,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。...实际上,上面这道题目就是在求连通图的最小生成树。...通过上面的例子,我们可以知道,连通图的最小生成树指的就是,连通图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图结构。...如果图有N个顶点,那么连通图的最小生成树就有(N-1)条边。...>edges[4][7]=7; graph->edges[4][5]=26; graph->edges[5][6]=17; graph->edges[6][7]=19; // 由于是无向图

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    【数据结构——图】最小生成树(头歌实践教学平台习题) 【合集】

    任务描述 本关任务:编写一个程序求图的最小生成树。 相关知识 为了完成本关任务,你需要掌握: 观察带权无向图 建立邻接矩阵 Prim算法。...带权无向图 针对带权无向图设计图的最小生成树,如下列图形。...算法基本概念 普里姆(Prim)算法是图论中用于求解最小生成树的一种经典的构造性算法,其核心思想是通过逐步挑选权值最小的边来构建出整个图的最小生成树。 2....算法背景与目标 在一个连通无向图 中(其中 表示顶点集合, 表示边集合,每条边都带有相应的权值),最小生成树是一棵包含图 中所有顶点的无环连通子图,并且这棵子图所有边的权值之和是所有可能的生成树中最小的...例如:对于一个简单的连通无向图,有 5 个顶点 、、、、 ,各边有权值,若一开始选择顶点 作为 放入 中,然后按照 Prim 算法的步骤逐步挑选边、更新候选边以及加入新顶点,经过 4 次迭代后,就能得到该图的最小生成树

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    PageRank、最小生成树:ML开发者应该了解的五种图算法

    该算法可以在不同的数据上运行,从而满足上面提到的各种用例。 最短路径 继续使用上述示例,现在我们有德国城市及城市之间距离的图。如何找到从法兰克福(起始节点)到慕尼黑的最短距离?...最小生成树(Minimum Spanning Tree,MST) 现在我们面临另一个问题。假设我们在水管铺设公司或电线公司工作。我们需要使用最少的电线/管道来连接图中所有城市。我们如何做到这一点?...左:无向图;右:对应 MST 应用 最小生成树在网络设计中有直接应用,包括计算机网络、电信网络、交通网络、供水网络和电网(最初是为它们发明的)。 MST 用于近似旅行商问题。...图像分割:首先在图上构建 MST,其中像素是节点,像素之间的距离基于某种相似性度量(颜色、强度等) 代码 # nx.minimum_spanning_tree(g) returns a instance...左:无向图;右:对应 MST. Pagerank ? 上图为谷歌提供长期支持的页面排序算法(page sorting algorithm)。它根据输入和输出链接的数量和质量为页面打分。

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