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14.6普利姆算法

2022-02-05 00:09 作者:取悦疾风  | 我要投稿

内容来自:尚硅谷Java数据结构与java算法(Java数据结构与算法)_哔哩哔哩_bilibili

写在前面:本文内容大致和原视频内老师的笔记内容相同,会偶尔插入自己的注释和理解,尽量会完成作业

14.6普利姆算法

14.6.1应用场景-修路问题

看一个应用场景和问题

有胜利乡有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的距离用边线表示(权),比如A-B距离5公里

问:如何修路保证各个村庄都能连通,并且总的修建公路总里程最短?

思路:将10条边,连接即可,但是总的里程数不是最小

正确的思路,就是尽可能的选择少的路线,并且每条路线最小,保证总里程数最少.

 

14.6.2最小生成树

修路问题本质就是最小生成树问题,先介绍一下最小生成树(Minimum Cost Spanning Tree),简称MST.

1)      给定一个带权的无向连通图,如何选取一棵生成树,使树上所有边上权的总和为最小,这叫最小生成树

2)      N个顶点,一定有N-1条边

3)      包含全部顶点

4)      N-1条边都在图中

5)      举例说明(如图:)

6)      求最小生成树的算法主要是普里姆算法和克鲁斯卡尔算法

14.6.3普利姆算法的介绍

前排提示:这段话不要看,看不懂的

普利姆(Prim)算法求最小生成树,也就是在包含n个顶点的连通图中,找出只有(n-1)条边包含所有n个顶点的连通子图,也就是所谓的极小连通子图

普利姆的算法如下:

1)      设G=(V,E)是连通网,T=(U,D)是最小生成树,V,U是顶点集合,E,D是边的集合

2)      若从顶点u开始构造最小生成树,则从集合V中取出顶点u放入集合U中,标记顶点v的visited[u]=1

3)      若集合U中顶点ui与集合V-U中的顶点vj之间存在边,则寻找这些边中权值最小的边,但不能构成回路,将顶点vj加入集合U中,将边(ui,vj)加入集合D中,标记visited[vj]=1

4)      重复步骤②,直到U与V相等,即所有顶点都被标记为访问过,此时D中有n-1条边

5)      提示:单独看步骤很难理解,我们通过代码来讲解,比较好理解.

图解

//看这个图解配合和视频,有点反向贪心算法的感觉

14.6.4普里姆算法最佳实践(修路问题)

1)      有胜利乡有7个村庄(A,B,C, D,E, F,G),现在需要修路把7个村庄连通

2)      各个村庄的距离用边线表示(权),比如A-B距离5公里

3)      问:如何修路保证各个村庄都能连通,并且总的修建公路总里程最短?

4)      看老师思路分析+代码演示:

学就完事了,加油!奥里给!

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