贪婪算法在求解最小生成树中的应用(JAVA)--Kruskal算法
生活随笔
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贪婪算法在求解最小生成树中的应用(JAVA)--Kruskal算法
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Kruskal算法又被稱為“加邊法”,這種算法會(huì)將加權(quán)連通圖的最小生成樹看成具有V-1條邊的無環(huán)子圖,且邊的權(quán)重和最小。算法開始時(shí),會(huì)按照權(quán)重的非遞減順序?qū)D中的邊排序,之后迭代的以貪婪的方式添加邊。
下面以下圖為例來講解Kruskal算法的過程:
Input:
6 10
1 2 3
1 5 6
1 6 5
2 6 5
2 3 1
3 6 4
3 4 6
4 6 5
4 5 8
5 6 2
Output:
15
完整代碼如下:
import java.util.Scanner;class edge {int u, v, w;edge(int u, int v, int w) {this.u = u;this.v = v;this.w = w;} } public class Main {static edge[] e = new edge[11];static int n, m;static int[] f = new int[7];static int sum = 0;static int count = 0;static Scanner input = new Scanner(System.in);public static void main(String[] args) {n = input.nextInt();m = input.nextInt();for (int i = 1; i <= m; i++) {int a = input.nextInt();int b = input.nextInt();int c = input.nextInt();e[i] = new edge(a, b, c);}/*** 按權(quán)值排序* */quicksort(e, 1, m);for (int i = 1; i <= n; i++) {f[i] = i;}kruskal();System.out.println(sum);}private static void kruskal() {/*** 從小到大枚舉每一條邊* */for (int i = 1; i <= m; i++) {/*** 檢查一條邊的兩個(gè)頂點(diǎn)是否已經(jīng)連通,即判斷是否在同一個(gè)集合中* */if (merge(e[i].u, e[i].v)) {count++;sum = sum + e[i].w;}/*** 選到n-1邊之后,退出循環(huán)* */if (count == n - 1) {break;}}}public static int partition(edge[] a, int p, int q) {int x = a[p].w;int i = p;for (int j = p+1; j <= q; j++) {if (a[j].w <= x) {i += 1;edge temp = a[i];a[i] = a[j];a[j] = temp;}}edge temp = a[p];a[p] = a[i];a[i] = temp;return i;}public static void quicksort(edge[] a,int p, int q) {if (p < q) {int r = partition(a ,p ,q);quicksort(a, p, r - 1);quicksort(a, r + 1, q);}}private static int getf(int v) {if (f[v] == v) {return v;} else {/*** 壓縮路徑,每次函數(shù)返回時(shí),將該位置的編號(hào)轉(zhuǎn)成祖宗編號(hào)* */f[v] = getf(f[v]);return f[v];}}private static boolean merge(int v, int u) {int t1 = getf(v);int t2 = getf(u);/*** 判斷祖先是否相同* */if (t1 != t2) {/*** 靠左原則* */f[t2] = t1;return true;}return false;} }Kruskal算法的時(shí)間復(fù)雜度主要取決于對(duì)圖中的邊進(jìn)行權(quán)值排序,如果排序算法效率比較高,那么Kruskal算法的時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)總結(jié)
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